工作记忆由语音环路、视觉空间模板、情景缓冲器和中央执行系统四个核心部分组成,它们分别负责听觉信息处理、视觉空间信息加工、多模态信息整合及整体协调控制。
工作记忆中的语音环路处理基于声音的信息,分为语音存储和发音复述两部分:前者可短暂保留语音内容约1-2秒,后者通过默读或内部语言防止信息衰退。这一机制对语言学习、阅读理解和发音任务至关重要,例如默读时脑海中的声音即来自语音环路。
视觉空间模板主要处理视觉和空间信息,分为视觉元素(颜色、形状)和空间元素(位置关系)。研究表明,该模板由独立的大脑区域支持,例如闭眼回忆风景画时,图像通过视觉空间模板进入工作记忆。其功能包括计划空间任务和短期储存视觉信息,但信息持续约2秒后会衰退。
情景缓冲器是后来补充的模块,用于整合语音环路与视觉空间模板的输出。它容量有限且与长时记忆相连,能够将分散的信息联结为连贯的片段,例如理解复杂故事情节时,需借助情景缓冲器综合时间、空间与语言线索。
中央执行系统是工作记忆的核心控制中枢,负责资源分配、注意力调控及策略选择。其功能涵盖协调其他子系统、抑制无关信息干扰以及切换认知任务,例如同时处理阅读与心算时,中央执行系统决定优先处理哪项任务。其神经基础可能与额叶皮层活动密切相关。
工作记忆的四个模块协同运作,其中央执行系统统筹全局,语音环路与视觉空间模板分别处理特定类型信息,情景缓冲器实现跨模态整合。理解各部分特性有助于优化学习策略(如分段记忆)、提升认知训练效果及改善多任务处理能力。