DOI: https://doi.org/10.1007/s00426-026-02267-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42171775
تاريخ النشر: 2026-05-22
المؤلف: Elger L. Abrahamse وآخرون
الموضوع الرئيسي: علم الأعصاب للغة ثنائية اللغة
نظرة عامة
تناقش هذه الفقرة الآليات الكامنة وراء القدرة على الترتيب التسلسلي في الذاكرة العاملة اللفظية، والتي تُنسب تقليديًا إلى الحلقة الصوتية، التي تشفر وتحافظ على التسلسلات غير المألوفة من خلال التمثيل الصوتي والمراجعة النطقية. بينما تظل الحلقة الصوتية مكونًا أساسيًا، قدمت الأبحاث الحديثة آليات إضافية، وخاصة العمليات المعتمدة على الانتباه، لتعزيز فهمنا لقدرات الترتيب التسلسلي.
أحد الاقتراحات الملحوظة هو فرضية اللوح الأبيض العقلي، التي تقترح أن الذاكرة العاملة اللفظية تستخدم الترميز المكاني الداخلي لدعم الحفاظ على الترتيب التسلسلي. تستلهم هذه الفرضية من النتائج التجريبية في الإدراك العددي، حيث تفترض أن العناصر التي تفتقر إلى خصائص مكانية جوهرية يتم تمثيلها مكانيًا في الوعي لتسهيل احتفاظها. يتماشى هذا التصور مع تأكيد جوليان جاينز بأن الوعي يتطلب إطارًا مكانيًا لتمثيل الكيانات غير المكانية.
مقدمة
تناقش مقدمة الورقة مفهوم الذاكرة العاملة اللفظية، مع التأكيد على دورها في الحفاظ مؤقتًا على التسلسلات غير المألوفة من العناصر اللفظية والسمعية. يُشبه هذا العملية بـ “اللوح الأبيض العقلي”، حيث يتم تنظيم العناصر مكانيًا، مما يسمح بالتشفير والاسترجاع بكفاءة. يشير المؤلفون إلى تأثير الارتباط المكاني لمواقع استجابة الرموز (SPoARC)، الذي يظهر انحيازًا منهجيًا من اليسار إلى اليمين في استرجاع العناصر بين المشاركين الغربيين، مما يشير إلى أن الترميز المكاني هو أداة وظيفية في الذاكرة العاملة اللفظية. يُلاحظ هذا الانحياز حتى في المهام التي لا تتطلب معالجة مكانية بشكل صريح.
تدعم فرضية اللوح الأبيض العقلي أيضًا النتائج التي تشير إلى أن الأفراد من ثقافات ذات اتجاهات قراءة مختلفة، مثل السكان العرب، يظهرون تأثير SPoARC معكوس، بينما لا يُظهر الأميون والأفراد المكفوفون في وقت مبكر أي اتجاه مكاني منهجي. تشير هذه الملاحظات إلى أن تجارب القراءة والكتابة تشكل التنظيم المكاني للترتيب التسلسلي في الذاكرة العاملة. بالإضافة إلى ذلك، تشير الأدلة العصبية إلى أن المناطق الدماغية المرتبطة بالمعالجة المكانية تشارك أيضًا في استرجاع الترتيب التسلسلي، مما يعزز الفرضية بأن الإحداثيات المكانية على اللوح الأبيض العقلي تعمل كعلامات موضعية عملية في المهام المعرفية.
الطرق
في هذه الدراسة، تم استخدام جهاز تتبع العين EyeLink 1000 (SR Research Ltd.، أونتاريو، كندا) لجمع بيانات حركة العين بمعدل أخذ عينات قدره 1000 هرتز. تم معالجة بيانات تتبع العين لتحديد الحركات السريعة باستخدام المعلمات الافتراضية المقدمة من الشركة المصنعة. تم وضع المشاركين مع رؤوسهم مستندة على دعم للذقن والجبهة، مع الحفاظ على مسافة ثابتة بين الرأس والشاشة قدرها 800 مم. تم عرض المحفزات البصرية على شاشة قياس 520 × 300 مم بدقة 1920 × 1080 بكسل، تغطي زاوية بصرية قدرها 36° × 21.24°. ضمنت هذه الإعدادات تتبعًا دقيقًا لحركات العين خلال المهام التجريبية.
النتائج
في قسم النتائج، تقدم الدراسة تقارير عن معالجة البيانات واستبعاد المشاركين من التحليلات. في البداية، تم تكرار خمسة كتل (0.4% من الإجمالي) بسبب ذكريات غير صحيحة للتسلسل، بينما تمت إزالة ثلاث كتل (0.2%) لأن المشاركين استجابوا بشكل غير صحيح في 50% أو أكثر من تجارب عدم الاستجابة. تم استبعاد مشارك واحد بمعدل خطأ مرتفع بشكل استثنائي (32.6% لتجارب الاستجابة) مما أدى إلى عينة نهائية من 33 مشاركًا. بالإضافة إلى ذلك، تم استبعاد 879 تجربة خطأ (9.2% من تجارب الاستجابة) من تحليل أوقات استجابة الحركات السريعة، إلى جانب 520 تجربة حيث لم يبدأ المشاركون استجاباتهم بشكل صحيح، و134 تجربة مع أوقات استجابة تتجاوز 2.5 انحراف معياري عن متوسط كل مشارك.
شملت التحليلات الإضافية بيانات من 43 مشاركًا بعد استبعاد مشارك آخر بمعدل خطأ مرتفع (45.8% في تجارب الاستجابة). تم تكرار ما مجموعه 20 كتلة (1.3%) بسبب ذكريات غير صحيحة، وتمت إزالة 7 كتل (0.5%) بسبب تنبيه مبكر لصناديق الاستجابة. تم تنفيذ إشارات الألوان (الأحمر والأزرق) بشكل استراتيجي لتوجيه انتباه المشاركين ومنع حركات العين المبكرة نحو تسميات الاستجابة. ضمنت التصميم التجريبي أن يتم تمثيل كل اتجاه استجابة بالتساوي عبر تصنيفات الحروف الساكنة والمتحركة، مع جمع متوازن للاستجابات لكل موقع طوال التجربة.
المناقشة
تستكشف قسم المناقشة في الورقة دور الترميز المكاني في الذاكرة العاملة اللفظية، وتحديدًا مشاركته الوظيفية في معالجة الترتيب التسلسلي. بينما تفترض فرضية اللوح الأبيض العقلي أن الترميز المكاني يعزز القدرة على الترتيب التسلسلي، لا تزال الأدلة المباشرة التي تربط الترميز المكاني العفوي بأداء الترتيب التسلسلي بعيدة المنال. يبرز المؤلفون أنه على الرغم من أن الترميز المكاني يمكن أن يحسن الأداء، كما هو موضح في دراسات دارلينغ وآخرون (2017) ويوسف وآخرون (2021)، إلا أن هناك تفسيرات بديلة لتأثير SPoARC، مثل الآليات اللغوية أو الاستراتيجيات المعتمدة على الاستجابة. ومع ذلك، تشير النتائج الحديثة من هارتمان وآخرون (2021) إلى اتجاه من الأعلى إلى الأسفل في الترميز المكاني الذي يتماشى مع فرضية اللوح الأبيض العقلي، مما يتحدى هذه الحسابات البديلة.
علاوة على ذلك، يجادل المؤلفون من أجل الاستخدام المرن للوح الأبيض العقلي، مقترحين أن الترميز المكاني يمكن أن يتكيف مع متطلبات المهمة. تشير الدراسات إلى أن المشاركين يمكنهم تعديل استراتيجيات الترميز المكاني الخاصة بهم بناءً على السياق، كما يتضح من دراسات غيدا وآخرون (2020) وهارتمان وآخرون (2021). تهدف الدراسة الحالية إلى التحقيق فيما إذا كان المشاركون يمكنهم استخدام كل من المحاور المكانية الأفقية والعمودية لترميز الترتيب التسلسلي بطريقة تعتمد على السياق. من خلال تغيير تكوينات الاستجابة داخل التجارب، تسعى الدراسة إلى تحديد ما إذا كان الأفراد يمكنهم استغلال التمثيلات المكانية متعددة الأبعاد بشكل مرن، مما يوفر رؤى حول الدور الوظيفي للترميز المكاني في الذاكرة العاملة اللفظية. يمكن أن تدعم النتائج المتوقعة إما فرضية اللوح الأبيض العقلي أو تقترح قيودًا في مرونة استراتيجيات الترميز المكاني.
DOI: https://doi.org/10.1007/s00426-026-02267-9
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/42171775
Publication Date: 2026-05-22
Author(s): Elger L. Abrahamse et al.
Primary Topic: Neurobiology of Language and Bilingualism
Overview
The section discusses the mechanisms underlying serial order ability in verbal working memory, traditionally attributed to the phonological loop, which encodes and maintains unfamiliar sequences through phonological representation and articulatory rehearsal. While the phonological loop remains a fundamental component, recent research has introduced additional mechanisms, particularly attention-based processes, to enhance our understanding of serial order capabilities.
One notable proposal is the mental whiteboard hypothesis, which suggests that verbal working memory utilizes internal spatial coding to support the maintenance of serial order. This hypothesis draws inspiration from empirical findings in numerical cognition, positing that items lacking inherent spatial qualities are spatialized in consciousness to facilitate their retention. This conceptualization aligns with Julian Jaynes’ assertion that consciousness requires a spatial framework for the representation of non-spatial entities.
Introduction
The introduction of the paper discusses the concept of verbal working memory, emphasizing its role in temporarily maintaining unfamiliar sequences of verbal and auditory items. This process is likened to a “mental whiteboard,” where items are organized spatially, allowing for efficient encoding and retrieval. The authors reference the Spatial Positional Association of Response Codes (SPoARC) effect, which demonstrates a systematic left-to-right bias in item retrieval among Western participants, indicating that spatial coding is a functional tool in verbal working memory. This bias is observed even in tasks that do not explicitly require spatial processing.
The mental whiteboard hypothesis is further supported by findings that individuals from cultures with different reading orientations, such as Arabic populations, exhibit a reversed SPoARC effect, while illiterates and early blind individuals show no systematic spatial orientation. These observations suggest that reading and writing experiences shape the spatial organization of serial order in working memory. Additionally, neuroscientific evidence indicates that brain regions associated with spatial processing are also involved in serial order retrieval, reinforcing the hypothesis that spatial coordinates on the mental whiteboard serve as practical position markers in cognitive tasks.
Methods
In this study, an EyeLink 1000 eye tracker (SR Research Ltd., Ontario, Canada) was employed to collect eye movement data at a sampling rate of 1000 Hz. The eye-tracking data were processed to identify saccades using the default parameters provided by the manufacturer. Participants were positioned with their heads resting on a chin and forehead support, maintaining a consistent head-to-screen distance of 800 mm. Visual stimuli were displayed on a monitor measuring 520 × 300 mm with a resolution of 1920 × 1080 pixels, covering a visual angle of 36° × 21.24°. This setup ensured precise tracking of eye movements during the experimental tasks.
Results
In the results section, the study reports on the data processing and participant exclusions from the analyses. Initially, five blocks (0.4% of total) were repeated due to incorrect memory sequence recollections, while three blocks (0.2%) were removed because participants responded incorrectly in 50% or more of the no-go trials. One participant with an exceptionally high error rate (32.6% for go-trials) was excluded, resulting in a final sample of 33 participants. Additionally, 879 error go-trials (9.2% of go-trials) were excluded from the analysis of saccade latencies, alongside 520 trials where participants did not initiate their responses correctly, and 134 trials with log-latencies exceeding 2.5 standard deviations from each participant’s mean.
Further analysis included data from 43 participants after excluding another participant with a high error rate (45.8% in go-trials). A total of 20 blocks (1.3%) were repeated due to incorrect memory recollections, and 7 blocks (0.5%) were removed due to premature cueing of response boxes. The color cues (red and blue) were strategically implemented to direct participants’ attention and prevent premature eye movements towards the response labels. The experimental design ensured that each response direction was represented equally across consonant and vowel classifications, with a balanced collection of responses for each location throughout the experiment.
Discussion
The discussion section of the paper explores the role of spatial coding in verbal working memory, specifically its functional involvement in serial order processing. While the mental whiteboard hypothesis posits that spatial coding enhances serial order ability, direct evidence linking spontaneous spatial coding to serial order performance remains elusive. The authors highlight that although spatial coding can improve performance, as shown in studies by Darling et al. (2017) and Yousif et al. (2021), alternative explanations for the SPoARC effect exist, such as linguistic mechanisms or response-based strategies. However, recent findings by Hartmann et al. (2021) indicate a top-to-bottom orientation in spatial coding that aligns with the mental whiteboard hypothesis, challenging these alternative accounts.
Furthermore, the authors argue for the flexible use of the mental whiteboard, suggesting that spatial coding can adapt to task demands. Studies indicate that participants can adjust their spatial coding strategies based on the context, as demonstrated by Guida et al. (2020) and Hartmann et al. (2021). The current study aims to investigate whether participants can utilize both horizontal and vertical spatial axes for serial order coding in a context-dependent manner. By varying response configurations within trials, the study seeks to determine if individuals can flexibly exploit multidimensional spatial representations, thereby providing insights into the functional role of spatial coding in verbal working memory. The anticipated outcomes could either support the mental whiteboard hypothesis or suggest limitations in the flexibility of spatial coding strategies.