圖 4 概數判斷作業刺激材料範例
實驗程序 實驗中，每一個題目出現十字後，立刻呈現刺激在螢幕上 200 毫秒，
然後刺激消失，出現問號，參與者按鍵回答剛剛出現的刺激中，哪一個顏色的點 比較多（見圖 5）。為了避免參與者慣性按左鍵或右鍵造成偏誤，半數的參與者 在黃點多的時候按左鍵（N 鍵），藍點多時按右鍵（M 鍵）；半數的參與者則是藍 點多的時候按左鍵（N 鍵），黃點多時按右鍵（M 鍵）。
圖 5 概數判斷作業的實驗程序
工作記憶作業
在工作記憶作業中，我們選擇了四種著名的工作記憶作業作為本實驗的作業
（Lewandowsky, Oberauer, Yang, & Ecker, 2010），分別為記憶更新作業（Memory Updating task）、運作廣度作業（Operation span task）、句子廣度（Sentence span task）作業以及空間短期記憶作業（Spatial short‐term memory task）。
?
Display only 200ms
Display until answer
記憶更新作業
實驗程序 記憶更新作業的實驗程序如下：在每次嘗試開始時，螢幕上會呈現 3‐5 個不等的方框，方框中依序呈現數字，數字呈現完後會呈現算式，參與者須 將算式與先前該方框出現過的數字結合進行運算，然後在出現「?」方框的時候 運算結果，將數字填入欄位中。作答時間不限，但作答後，不能修改答案，作答 完畢後繼續下一個嘗試。所有的過程見圖 6。
圖 6 記憶更新作業的實驗程序
運作廣度作業
實驗程序 運作廣度作業的實驗程序如下：在每次嘗試開始時，螢幕上會呈現一 個簡單數學算式，參與者必須判斷這個數學算式是否正確，並按鍵作答反應；算 式只會在螢幕上呈現 3 秒鐘，參與者必須在這段時間內儘快作答，若無作答，3 秒鐘後數學算式亦會消失。算式消失後，螢幕會呈現一個英文字母，參與者必須 記住這個字母。這樣的過程會重複 4 到 8 次，接著會出現「?」，參與者必須把之 前呈現的英文字母依序按出來。作答時間不限，但作答後，不能修改答案，作答 完畢後繼續下一個嘗試。整個過程見圖 7。
圖 7 運作廣度作業的實驗程序
句子廣度作業
實驗程序 句子廣度作業的實驗程序如下：在每次嘗試開始時，螢幕上會呈現一 個簡單數學算式，參與者必須判斷這個數學算式是否正確，並按鍵作答反應；算 式只會在螢幕上呈現 5 秒鐘，參與者必須在這段時間內儘快作答，若無作答，5 秒鐘後數學算式亦會消失。算式消失後，螢幕會呈現一個英文字母，參與者必須 記住這個字母。這樣的過程會重複 3 到 7 次，接著會出現「?」，參與者必須把之 前呈現的英文字母依序按出來。作答時間不限，但作答後，不能修改答案，作答 完畢後繼續下一個嘗試（見圖 8）。
圖 8 句子廣度作業的實驗程序
空間短期記憶作業
實驗程序 空間短期記憶作業的實驗程序如下：在每次嘗試開始時，螢幕上會呈 現一個 10x10 的棋盤式矩陣，接著螢幕上會出現 2 到 6 個不等的黑點，一次只會 出一個點，每個點呈現約一秒鐘後消失。參與者必須儘可能地記下這些點的位 置。之後螢幕會出現「Please reproduce the dot pattern」字樣，表示黑點已經完 全呈現完畢，接者螢幕會出現相同的但空白的棋盤，此時參與者使用滑鼠在棋盤 上點出黑點所出現過的位置。此作業可以更改答案。參與者作答出所有黑點後，
螢幕會呈現「Next」，按下「Next」後，則進行下一個嘗試（見圖 9）。作答時不
需依照呈現的順序，也不限時間，只許要將點的位置正確回憶出來即可；如果參 與者無法精確的回憶出點所出現的位置，則儘可能的描繪出點與點之間的正確關 聯性。
圖 9 空間短期記憶作業的實驗程序
乘法眼動實驗
受試者
國立政治大學校園招募之學生 30 名（男 5 名，女 25 名，平均年齡 20.9 歲）， 受試者費 200 元新台幣，矯正後視力正常。
刺激材料
以第一年度所建立之刺激材料庫中篩選出題型不同（2x1、3x1 及 4x1）與數 字記憶負荷程度不同（數字負荷較低題與數字負荷較高題）的題目共 48 題。控 制同一題目內數字不重複，且所有的題目的數字皆不含 0、1 和 5。不同題型中 的數字負荷程度見表 1，不同題型之範例見表 2。
表 1 不同題型中數字負荷程度
題型
數字負荷程度 2 位數 x1 位數 3 位數 x1 位數 4 位數 x1 位數
簡單 4 5 7
困難 5 7 9
表 2 乘法眼動實驗之不同題型範例
題型
數字負荷程度 2 位數 x1 位數 3 位數 x1 位數 4 位數 x1 位數
簡單
27x3 348x2 4396x2
困難
98x4 279x6 97298x6
實驗設計
本實驗為 3（2x1、3x1、 4x1）x2（簡單題與困難題）之受試者內設計，每 一個操弄皆有 8 題，共 48 題。受試者進行的實驗程序如圖 10，實驗中同時收集 受試者的眼動與瞳孔縮放資料。如果刺激材料的數字記憶負荷穩定，預期將從受 試者的正確率以及反應時間，以及眼動指標（平均凝視時間、凝視點數以及瞳孔 大小變化）觀察到隨著數字記憶負荷程度的變化。
圖 10 乘法眼動實驗程序
乘法題型與數字負荷的fMRI 實驗
為達成研究目的，依據前述之乘法行為實驗以及乘法眼動實驗之結果，篩選 出適合在 fMRI 實驗中進行之刺激材料，並依據受試者在 MRI 掃瞄室中平均適合 之實驗時間（約 45 分鐘）設計出 fMRI 實驗。以下將依序說明。
受試者
以網路公告的方式招募政治大學自願參與實驗的學生，每位受試者在一小時 的實驗結束後可獲得 500 元的獎金。參與者須符合下列條件：(1) 有近視者矯正 後視力正常，並需配戴隱形眼鏡。(2) 沒有動過心臟或腦部手術者。(3) 沒有情 感性或心智疾病、腦傷、心臟血管疾病、癲癇等病史。(4) 體內沒有植入金屬物 質：鋼釘、心律調節器、人工心臟瓣膜、人工耳蝸、胰島素體內注射器、體內電 極、刺機器、神經刺激器、植入之藥物注射器、血管支架等。(5) 口腔內沒有植 入金屬假牙、沒有固定式金屬牙套及牙齒矯正器。(6) 沒有懷孕。(7) 沒有持續 服用任何藥物、沒有抽菸、沒有習慣性喝酒。(8)沒有幽閉恐懼症。(9)簽署實驗 同意書，了解實驗相關注意事項和參與者權益。
實驗設計與程序
在所有的 fMRI 實驗開始前，實驗者先和受試者詳細說明實驗目的與進行腦照 影實驗的注意事項。受試者填寫完實驗同意書後，實驗者確定受試者身上未攜 帶金屬物品以及其他會受磁力干擾的物件，接著請受試者於模擬的 fMRI 機器中 完成加法與乘法的練習題，以確定受試者熟悉 fMRI 內部環境與按鍵作答方式。
作業與材料
在乘法的題目中，根據被乘數的不同分成「兩位數乘以一位數( 2 x 1)」，
以及「四位數乘以一位數( 4 x 1 )」兩類型題目。而每種類型的題目內又根據 數字負荷程度分成「數字負荷程度低」和「數字負荷程度高」兩組。每個細 格的題目如下：「2 x 1 / 數字負荷程度低」20 題，「2 x 1 / 數字負荷程度高」
32 題， 「4 x 1 / 數字負荷程度低」24 題，「4 x 1 / 數字負荷程度高」36 題，
共 112 題。
實驗程序
首先，螢幕先呈現十次凝視點 ( 200 ms )，接著出現題目，受試者只要 計算出答案便可按鍵作答，最長作答時間為 20000 ms，超過時間則出現下一 個題目的十字凝視點。實驗結束後感謝受試者並給予 500 元酬金。實驗中共 分成 4 個 session，受試者在每個 session 間可以休息(參見圖 11)。
圖 11 乘法題型與數字負荷之 fMRI 實驗程序