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心理 科学
l ' s ychol ogi c al Sc i enc e 2004, 27( 2): 426—430
论 执 行 功 能 及 其 发 展 研 究 李 红
王 乃 弋
(西 南 师 范 大 学 心 理 学 院 , 重庆. 400715)
摘
要
执 行 功 能 (exe cut i ve f unct i on,EF)是 一 个 还 没 有 明 确 定 义 的 概 念 , 但 又 是 一 个重 要 的 概 念 , 通 常 是 指 个 体 对 思 想 和 行 动
进 行 有 意 识 控 制 的 心 理 过 程 。 目前 的 主 要 观 点 包 括 神 经 心 理 学 观 点 、 抑 制 控 制 理 论 、高 级 认 知 能 力 理 论 (包 括 工 作 记 忆 理 论 、 抑
制 及工作 记忆 理 论)和认知 复杂性 和控 制理 论 。主要 的研 究任 务 类型 包 括卡 片 分 类 任务 、 延 迟 反应 任务 、 基 于 St r oop任务 的 冲 突 反应模 式任 务 、 心理 理论 任务 、 问题解 决 任务 、“热 ”执行 功能任 务 等。未 来 的研 究 应着 重 弄 清执 行 功 能的 本 质 , 结 合 认 知神 经 科学 阐明其 与脑 神经 结构和 功能 的关 系 , 并 从 区分 “冷 ”执 行 功 能 和 “热 ”执 行 功 能 的 角 度 , 探 讨 以 情 感 激 活 为 特 点 的 “热 认 知 ”在 执 行功 能 中的作 用 。 关 键词 : 执行 功能
任 务类 型
展 望
另 一种 影响 较 大 的 观 点 是 把 执 行 功 能 定 义 为抑 制 控 制
1 执 行 功 能 的 定 义 及 其 理 论 解释
( i nhi bi t o r y c o nt r o 1 ), 即 对 自身 行 为 的 抑 制 能 力 【 3 】 。许 多 早期
关 于 执行 功 能 ( ex e cu t i ve f u nc t i on,EF) 及 其 发 展 的 研 究
对 执 行 功 能 与 年 龄 相 关 的 发 展 变 化 的 解 释 都 以 抑 制 理 论 为
是 国际发 展 心理 学 研 究的 新热 点 , 但 执 行 功 能 的 含 义 相 当 广 泛, 还 没有 一个 明 确 的 定 义 。一 般 说 来 , 执 行 功 能 指 有 机 体
基础, 这种 理论 至今 仍 有一 定 影 响 。 因 为执 行 功 能 障 碍 通 常 表现 为持 续 性 错 误 ( pe r s e ve r a t i v e e r r or s),即 持 续 重 复 不 符 合
对思 想 和行 动 进 行 有 意 识 控 制 的 心 理 过 程 。关 于 执 行 功 能
当前 规则 的 强势 反应 , 而“持 续性 ”( p er s e va r a t i o n) 使 人 联 想到
的发 展研 究 总 体 上 揭 示 了 : (1)执行 功 能 最早 出 现 在 发 展 早
发 出本应 受 到 抑 制 的 行 为 ,因 而 执 行 功 能 被 定 义 为 抑 制 控
期, 约在 出生 第 一 年末 ;( 2)执行 功 能 发展 的 年 龄 跨 度 很 大。
制, 执行 功 能 障碍被 解 释为 个体 因为 抑 制 机 制 的 不成 熟 而 不
重 要 的 发 展 变 化 出 现 在 2—5岁 , 1 2岁 左 右 达 到 许 多 标 准 执
能 抑 制 与 目标 冲 突 的 强 势 反 应 倾 向 。 这 种 解 释 只 是 一 种 直
行 功 能测 试 的成 人水 平 , 某 些 指 标 持 续 发 展 到 成 年 期 ;( 3) 在
接的、 经验性 的 主张 , 具 有 明 显 的 局 限性 。首 先 , 抑 制 理 论 不
学 前 期及 以后 , 执行功能各方面都存在系统性 的变化 , 它 们
能涵 盖执行 功 能包 含 的 所 有 现 象 ,比如 任 务 中 的 计 划 、 动 作
之 间 是相 互促 进 、 共 同发 展的 ; ( 4) 执 行 功 能 的发 展 与 心 理 理
监控 、 事 件来 源 监控 ( s o ur c e mo ni t or i n g) 等 方 面 。抑 制 控 制 的
论、 语言 、 记忆等能力的发展密不可分 ; ( 5)不 同 的儿 童期 发
确 是执 行 功能 的一 个重 要 方 面 , 但 如 果 把 执行 功 能等 同于 抑
展 障碍 (如孤 独 症 和 ADHD)可 能 引 起 执 行 功 能 不 同 方 面 的
制能力 是 不准确 的。其 次 , 抑 制 理 论 无 法 区 分各 种任 务 引 起
缺陷。
的 困难 之 间 的 内 在 差 别 。
对 于 执行 功 能 的定 义及 其理 论解 释存 在 多种 观 点 。
1. 3 高 级 认 知 能 力 理 论
1. 1 从 神 经 心 理 学 的 角 度 来 界 定 执 行 功 能
第 三种 观点 是 把 执 行 功 能 定 义 为 一 种 更 高级 的认 知 机
因为 “ 执 行 功 能 ”这 一 概 念 出 自 前 额 叶 皮 层 损 伤 的 研 究 ,
制 或 能力 。例如 , De nc l da和 Re i s s继 承 了 Ba dd e l ey及 No r ma n
前 额叶 皮层 的损伤 引 起 了一 系列 神 经 心 理 的 缺 陷 , 如: 计划、
和 Sha l  ̄ c e等 的观点 , 认 为 “执 行 功 能 是 一 种 认 知 模 型 , 它 由
概念 形成 、 抽 象思 维 、 决策 、 认知灵活性、 利用反馈 、 按 时 间先
效 应器 的输 出元 素 , 包 括抑 制 、 工作记忆 、 作 出反 应所 必 需 的
后 对 事件 排 序 、 对 动 作 的 监 控 等 方 面 的 困 难… , 这 些 困难 对
组 织策 略等组 成 引。这种 观 点 只是 罗 列 了执 行 功 能包 含 的
应的 一 系 列 能 力 就 是 “执 行 功 能 ”这 一 术 语 最 初 的 含 义 。
一
些 成分 , 而没 有进 一 步 说 明 执 行 功 能 是 如 何 获 得 的 、 执 行
Tr a ne l ,Ande r s on和 Be nt o n把 执 行 功 能 概 括 为 计 划 、 决策 、 判 断 和 自我 觉 知 ( s e l f - p h r c e pt i o n) 的 能力 【 2 】 。 因 为 这 些 能 力 几 乎
功 能的各 种成 分 , 如 计 划与 自我觉 知 之 间存 在 怎 样 的 功 能关
都 与前 额 叶皮 层 关联 , 传 统上 人们 常 常将 执行 功 能 ( EF)和前
功 能发展 中的作 用 , 认 为工 作记 忆 的实 际 容量 或 功 能容量 ( M
额 叶 皮层 ( PFC) 这 两 个术 语 交替 使用 , 但应 该指 出 , 这二 者 并
空 间)的改变 将 直接 导致 执 行 功 能 的 不 同表 现 [ 5 】, 提 出 “执行
不 是完 全 相等 的 。执 行 功能 并 不仅 仅 依赖 于 前 额 叶皮 层 , 它
功能 的工 作记 忆理 论 ”。执行 功 能的 各 方 面 的 发 展 的确 在很
还 依赖 于边 缘 系统 等 其 它 皮 质 区 。 一些 前 额 叶皮 层 受 损 的
大程度 上 依赖 于工 作 记忆 的发 展 , 但 仅 用 工 作 记 忆 容量 的 限
系等 实质 性 问题 。另 外 , 许 多研 究 者 很 看 重 工 作 记 忆 在 执行
患 者在 执 行功 能 上没 有 障碍 , 而 一些 其 它 皮质 区受 损 的患 者
制显 然不 能对 所 有 的执 行 功 能现 象 作 出解 释 。也 有 人 将 工
则表 现 出 执行 功 能 障 碍 。虽 然 当前 研 究 热 衷 于脑 的 模 块 化
作 记忆 和 抑制 控制 结合 起 来 , 认 为 执 行 功 能 包 含 了抑 制 和工
加工 , 研 究 者 倾 向 于 采 用 定 位 主 义 (1 o c a l i z at i o na l i s t )的 思 路 ,
作 记忆 【 6 】 , 提 出“ 执 行 功 能的 工 作 记 忆 与抑 制 理 论 ”。我 们 认
但就 执 行 功 能这样 的复 杂功 能 而言 , 这 种 思 路 显 然 是 不 适 宜
为这种 观点 同样 是 不全 面 的 。
的。
1. 4 认 知 复 杂 性 及 控 制 理 论 (Co gni t i v e Compl e xi t y a nd
1. 2 抑 制 控 制 理 论
Cont r ol theory,CX 3C 理 论 )
・ 本 文是 国家 自然 科学 基金 青年 项 目(39900046)的后 续 工作 。 ・・ 第 一作 者 简介 : 李 红 ,男 ,西南 师范 大学心 理学 院教授 , 博 士 生 导师 。E—mai l: l i hongl@s wnu.e du.c n ・・・ 通讯作 者 : 王 乃弋 , E—mai l : vi cky321@s wnu. e du. c n
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李 红 等 :沦 执 行 功 能 及 其 发 展 研 究
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这 种 观 点 是 由 Zel az o和 Frye(1997)提 出 的 。 Zel azo等 人
依 据 反 馈 确 定 用 什 么 维 度 对 测 试 卡 片 分 类 。 在 一 定 次 数 的
采 纳 了 Luri a将 执 行 功 能 看 作 一 种 功 能 ,而 不 是 一 种 机 制 或
连 续 正 确 反 应 之 后 ,目标 维 度 改 变 . 儿 童 必 须 重 新 发 现 新 的
认知 结构 的 观 点 , 认 为 “功 能 ”本 质 上 是 根 据 其 结 果 — — “实
分 类 规 则 。 这 个 任 务 被 广 泛 地 用 于 研 究 6岁 以 上 正 常 儿 童
现 了 什 么 ”来 定 义 的 行 为 主 义 概 念 。 就 执 行 功 能 而 言 ,其 结
执 行 功能 的发 展 和孤 独 症 、 ADHD 等 患 者 的 执 行 功 能 缺 陷 。
果是 经 过 深 思 熟 虑 的 问题 解 决 ( pr o bl e m— s ol vi ng)。 要 描 述 执
实 验发 现 被 试 的错 误 主 要 是 持 续 使 用 前 一 次 的 分 类 规 则 。
行功 能 这样 一 个 复 杂 功 能 的 特 征 , 需要以问题解决 为中心 ,
wCsT是一 项综 合 的执 行 功 能测 验 , 它 涉 及 到 执行 功 能 的多
把 问题 解决 的 不 同亚 功能 阶段 有 机 结合 起 来 , 从 而 揭 示 这些
个方 面 , 如 问题 表 征 、计 划 (归 纳 分 类 规 则 )、 抑制 、 错 误 觉 察
阶段 如 何作 用 于结 果 。基 于此 , 他 们 将 执 行 功 能 定 义 为 一 个
及纠 正等 。后 来许 多 研 究者 对 多 种 综 合 的 执行 功 能 测 验 结
宏 观概 念 , 包 括 四个 时 间上 相 继 、 功 能 上 不 同 的 方 面 :问 题 表
果 进 行 因素 分析 , 通 过 确定 哪些 任 务 与其 它 任 务 相关 来提 取
征、 计划 、 执行 和评 价 。其 中计划 包含 形 成意 向 ( i nt e ndi ng) 和
执行 功 能的构 成要 素 , 揭 示 w 汀 可 能 对 应 了 这 样 一 些 执 行
规 则 使用 两个 子 步骤 , 评价 包 含错 误 觉察 和错 误 修 正 两 个 子
功能 成 分 : 持续 性 / 去 抑 制 (Le vi n等 , 1 991)、 假设 检 验 和对 冲
步 骤 8。这 种观 点 承 认 高 级 认 知 过 程 内在 的层 次 性 和 复 杂
动 的抑制 ( We l s h,Pe nni ng t on a nd Gr o s s i e r,1 9 91)、 定 势转 换
性, 并 引 导我 们 深 入 地 研 究 各 亚 过 程 之 间 的 相 互 作 用 , 有 助
或 认 知灵 活性 ( Pe n ni ngt o n,1 997) Che l une和 Ba r(1 e 986)
于我们 将 执行 功 能领 域 内各 种 不 同的研 究结 果整 合 起来 。
记 载 了 6岁 至 1 0岁 儿 童 在 w CsT 上 的 表 现 呈 线 形 上 升 。 另
根 据 CCC理 论 , 行 为 控 制 方 面伴 随 年 龄 的 变 化 是 不 同 年
外 有 实 验 发 现 孤 独 症 儿 童 和 ADI - I D 儿 童 在 wCsr 上 的 表 现
龄 的儿 童所 使用 的规 则 系统 的 复 杂性 不 同 的 结 果 , 而 衡 量 复
都很 差 , 支 持 了几种 不 同 的临 床组 普 遍 存 在 执 行 功 能 障 碍 的
杂 性 的 指 标 是 嵌 套 在 规 则 系 统 中 的 规 则 的 水 平 数 。 可 以 用
看法 - 6 】, 但 由于 WCST涉 及 多种 执 行 能 力 ,不 同 的患 者 可 能
随设 定 的 条件 ( s k) 而变化、 从不 同前 提 ( a i )到 不 同 结 果 (c j ) 的
在 执 行 功 能 的 不 同 方 面 存 在 缺 陷 。 我 国 有 人 用 W CST 和 韦
条件 关 系来 分析 各 种任 务 的复 杂性 , 如:
氏记 忆 量表测 量 了 阿尔 茨海 默 病 ( Al z he i me r,AD)患者 , 发 现
I F s1 THEN
记忆 与 持续 性错 误显 著 相关 (P< . 05), 提 示 AD患 者 的额 叶
I F a1 THEN c1— — 规 则 A I F a2 T}玎 N c2— — 规 则 B
执行 功 能障 碍与 长时 记 忆缺 陷有 关 - l 。 WCST 之 后 研 究 者 设 计 出 各 种 针 对 执 行 功 能 的 特 定 方
I F al THEN c 2 — — 规 则 C
面 的卡 片分类 任务 。影 响 较 大 的是 Fr ye等 设 计 的维 度 变 换 卡片 分类 任 务 ( Di me ns i o na l Cha nge Ca r d or S t,DCCS) 【 t 2 ] ,目
IF a2 THEN c1— — 规 则 D
的是 测验 3—5岁儿 童 的规 则 使 用 。实 验 者 给 儿 童 呈 示 彩 色
具 有 这 种 二 维 合 取 规 则 (i f - i f - t he n)结 构 的 任 务 很 多 ,如
图形 卡 片 , 这 些 图 形 按 照 颜 色 或 形 状 应 进 行 不 同 的 分 类 。 首
I F s 2 THEN
维度 变换 卡 片分 类 任务 ( DCCS)、错 误信 念 任 务 (FB)等 。研
先要 求 儿童 用一 种维 度 (如颜 色 ) 对 卡 片 分类 , 然 后 用 另一 种
究发 现 , 2. 5岁 的 儿 童 只 能 执 行 单 一 的 一 级 规 则 ( A 或 B), 3
维 度 分类 (如形状 )。该 任 务使 两对 规 则对 立 起 来 。3岁儿 童
岁儿 童能 将一 对 一 级 规 则 ( A 和 B) 整合 , 4岁 以 上 的 儿 童 才
能够 使用 第 一 套 规则 , 但 通 常 不 能 在 几 对 规 则 之 间 灵 活 转
能利 用 更 高级 的规则 ( E) 来整合两对规则 ( A 和 B、 C和 D)。 3至 5岁 之 间儿 童使 用 规则 的 复杂性 的增 加 与元 认 知 能力 的
换 。规 则 转换 后他 们 仍 然系统 性 地 持 续 使 用 转 换 前 的 规则 。 随 后 的 研 究 揭 示 了 DCCS任 务 中 与 年 龄 相 关 的 变 化 是 显 著
增强 相 对 应 ,导 致 了 儿 童 对 动 作 和 思 维 的 控 制 能 力 增 强 。
的, 出现在 多种 材料 的 任务 情景 中。
CCC理论 为我 们 比较 不 同 任务 的难 度 水 平 提 供 了一 个 客观
对 于 3岁 儿 童 在 DCCs上 的 困 难 有 几 种 解 释 。 首 先 是 抑
依据 , 但 它 不 能解 释 为 什 么 具 有 相 同合 取 规 则 结 构 的 任 务
制 的观点 , 认为 规则 转 换前 , 儿 童 对 转 换 前 的 分 类 规 则 (如 颜
( 如 DCCS及 其 变 式 )会 在 同 龄 儿 童 中 引起 不 同 程 度 的 困
色) 建立 了一个 图式 , 规则 转 换后 , 这 个 图 式 与新 的 分 类规 则
难[ 引。
( 如 形状 ) 相 冲突 , 儿 童 因不 能抑 制 起 干 扰 作 用 的 先前 的行 为
此外, 几 种始 于 儿童 期 的精 神疾 病 如孤 独 症 、 注 意 缺 陷/
图式 而 不能 正确 分类 。第二 种 观点 是 CCC理论 , 认 为 3岁儿
多动 障 碍 ( a t t e n t i o n d e ic f i t /hy pe r a c t i v i t y,AD} Ⅱ))、强 迫症 、 行 动异 常 ( c o ndu c t di s or de r)、苯 丙 酮 酸 尿 症 (Phe ny l k et o nu r i a,
童 因不 能使 用更 高 级 的 规则 把 一对 冲 突 的 规 则 整 合 为一 个
PKU) 等 也导 致 患 儿 表 现 出执 行 功 能 障 碍 , 这 有 助 于 我 们 从
分 解 释 儿 童 在 DCCS 上 的 困 难 。 Pe me r和 Lang认 为 DCCS
单 一 规 则 系 统 而 失 败 。 但 有 实 验 证 明 这 两 种 理 论 均 不 能 充
另一 角度 认 识执 行 功能 。由此 可 见 ,因为 执 行 功 能包 含 的 内
中的维 度之 间 的转 换 和 测试 卡 片 与 目标 卡 片 之 间 的视 觉 冲
容如 此 广泛 , 正如 对 智 力 的定 义 一样 , 一 直 以 来 对 执 行 功能
突是 导致 3岁儿 童 困 难 的 主 要 原 因。他 们 设 计 出控 制 这 两
的定 义也 是众 说 纷 纭 , 莫 衷一 是 。这 种 状 况显 然不 利 于研 究
个因 素 的实 验 , 使 用 “逆 转 换 ”来 避 免 维 度 之 间 的 转 换 , 使 用
的进 一 步发展 ,因此有 必 要对 执行 功 能 的 相 关 研 究进 行 系统
目标 木偶 代替 目标 卡 片 以避 免 视 觉 冲 突 。通 过 比较 标 准 的
的梳 理 , 为 进 一步 的研 究 工作 提供 框 架 。
DCCS任 务 与 另 外 三 个 变 式 的 结 果 , 发 现 儿 童 只 在 标 准 的
2 执 行 功 能 发 展 研 究 的任 务 类 型 2.1 卡 片 分 类 任 务 最早 的 卡 片 分 类 任 务 是 威 斯 康 辛 卡 片 分 类 测 验 ( Wi s c on s i n Car d S or t i ng Te s t,W EST), 被 普 遍认 为 是 “ 神 经 心
DCCS上存 在 实质 性 的 困难 。 因为实 验 中的 四个 任 务 都 需要 对优 势 反应 的 抑 制 , 且 具 有 相 同 的 复 杂 性 (相 同 的 i f - i f - t he n 结构 ), 故 而 抑 制 理 论 和 CCC 理 论 都 不 能 很 好 地 解 释 标 准 DCCS与 另 外 三 个 任 务 表 现 上 的 差 异 - 9 J 。 2. 2 延 迟 反 应 任 务
理学 中典 型 的执行 功 能 任务 州 】。实 验 者给 儿童 呈 现一 套 在
最早 的延 迟 反应 任 务 ( d e l a y e d— r sp e on s e t a s k)是 由 Hunt e r
多种 维 度 ( 形状 、 数 目、 颜色) 上 不 同的 刺 激 卡 片 , 以 及 在 不 同
设 计 的 。J a c o bs on(1 936) 曾 证 实 前 额 叶 皮 层 损 伤 的 猴 在 这 个
维度 上 可 与不 同 的 刺 激 卡 片 相 匹 配 的 测 试 卡 片。 儿 童 必须
任务 中存 在 困难 。 一 种 用 于 儿 童 的版 本 是 将 一 个 物 体 放 在
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理
科
学
两 个 或 多 个 相 同 的 刺 激 物 (如 茶 杯 )中 的 一 个 下 面 。 然 后 用
展 出 相 同 原 理 的 手 部 游 戏 (Ha nd g a me) 和 走 一不 走 任 务 ( Go -
个 不 透 明的幕 布将 刺 激 物遮 挡 一 段 时 间 . 称 为 延 迟 期 延 迟期 后 , 升 起 幕 布 让 婴 儿 或 儿 童 在 刺 激 物 下 找 出 物 体 ” i 由
No GoTa s k) 。 Oz on of f等 (1 994)曾 用 走 一不 走 任 务 研 究 孤 独
于看 到 物体 所在 地 点 与寻 找物 体 之 间有 一 个 时 间 上 的 延 迟 ,
的中性 刺激 不 作反 应 时 , 孤 独 症 儿 童 与 控 制 组 没 有 差 异 。 但
因此 这个 任 务既 需要 在 延 迟期 间 记 住 最后 所 藏 刺 激 物 的位
当 要 求 对 “走 ”的 刺 激 不 作 反 应 , 对 “不 走 ”的 刺 激 作 出 反 应
一
症 儿 童 。 发 现 当 要 求 对 “走 ”的 中 性 刺 激 作 出 反 应 , 对 “不 走 ”
置, 又 需要 对 前一 次 试验 所 造成 的 任何 干 扰 性 的记 忆 或 反应
时. 孤 独症 儿 童 表 现 出 中等 障 碍 。与 此 相 对 ,孤 独 症 儿 童 在
倾 向进 行控 制 , 一 定 程度 上 支持 了抑 制 及工 作记忆 理 论 。
St r oo p测 验 中 则 没 有 表 现 出 相 对 控 制 组 的 障 碍 。 因 此 他 们 指
A非 B任 务 ( A- n ot - B t a s k) 是延 迟反 应 任务 的一 个 变 式 ,
出, 当任务 需 要在 不 同 反 应 模 式 之 间 经 常变 换 时 , 孤 独症 儿
用 来 研 究 要 儿 或 学 前 儿 童 的 执 行 功 能 。 实 验 者 当 着 被 试 的
童的 困难最 大 l I 。正 如 Cour c he sn e等 指 出 的 , 注 意 转 换 灵 活
面 把 一 个 物 体 藏 在 地 点 A, 让 被 试 去 找 出来 。 然 后 当 着 被 试
性 上 的 困 难 能 够 解 释 孤 独 症 个 体 异 常 的 社 会 发 展 .因 为 人 际
的 面 把 物 体 藏 到 地 点 B, 再 让 被 试 去 找 物 体 。 婴 儿 和 年 幼 儿
问的 相互作 用 通常 需 要迅 速 的注 意转 换 l I 。。 。
童 通 常持 续在 地 点 A 寻找 物体 ( 称 为 A 非 B错 误 ), 研 究 者 普
2. 4 与 心理 理论 ( t he or y o f mi n d,T0M) 相 关 的任务
遍 认 为 这 是 儿 童 对 自 己 的 行 为 缺 乏 抑 制 控 制 的 结 果 。 类 似 的还有 藏 与 找 任务 (Hi de - a nd . Se e k Ta s k) [ ¨1 , 它 与 A 非 B任
(u n ex pe c t d e l oc at i on t sk) a 和 意外 内容 任务 ( une xp e ct e d c o nt e nt
务 的差 异 在于 转 移物 体 时儿 童不 在 场 , 由实 验 者 告 诉 儿 童 转
t sk) a 也 被 用来 讨论 儿 童执 行 功能 的发 展 , 这 是 因 为 执 行 功 能
移 后 的地 点 , 研 究对 象是 3—4岁 儿童 。
与心 理理论 的发 展 存 在 密 切 的 联 系 。 意外 地 点 任 务 即传 统
研 究心 理 理 论 的 两 个 标 准 实 验 范 式 :意 外 地 点 任 务
与 此 相 关 的 另 一 个 任 务 是 自定 顺 序 指 示 任 务 ( s e l f -
的错误 信念 任 务 ( f a be b el i ef t sk, a FB)。从执 行 功能 的 角度 来
o r d e r e d p oi nt i ng,S OP)。给 儿 童 呈 现 一 些 安 排 在 一 个 模 板 里
说, 这 个 任务 需要 灵 活 的 问 题 表 征 , 要 求 儿 童从 多 种 角 度 来
的图 片 。每次 试 验星 现 的 图片 相 同 , 但 被 安 排 在 模 板 的 不 同
表征 某种 事物 , 该 任 务 已 被报告 与多 种 其 它 执行 功能 任 务 存
位 置 。要 求 被 试 在 每 次 试 验 中 指 出 一 张 前 面 没 有 选 过 的 图
在 高相 关 。如一 个 研 究 结 果 显 示 即使 在 控 制 了 年 龄 和 语 言
片 。这个 任务 与 前 面几 种延 迟 反应 任 务 的 区 别在 于 : 前 几 种
能力后 儿 童在 错误 信 念 任务 中 的表 现与
延 迟 任务 中儿 童 要记 住 的是 特殊 的空 间 位 置 ,而在 这 个 任 务
P= 001) 和 手部 游 戏 ( r ̄. - -3 9,P< . O1) 仍 存 在 显 著相 关 l I 引。
任务 ( r=. 56,
中儿 童要 记住 的 是特 定 客体 的特 征 。该 任 务 揭 示 出 工 作 记
意外 内 容 任 务 又 称 表 征 变 化 任 务 (Re p r e s e nt a t i on a l Cha nge
忆 在 整个 儿 童期 存在 与 年 龄相 关 的增 长 , 这 种增 长 可 能 影 响 到执 行功 能 的各 个方 面 的发 展 l I 。。 。
Ta s k) 。这 两个 心 理理 论 任务 证 明 问题 表 征 能 力 在学 前 期 存
2. 3 基 于 St r o op任 务 的冲 突反 应模 式 任务 St r o op任务 是研 究 执行 功 能 的经典 范式 之 一 。实 验 条 件
个 与 心 理 理 论 有 关 的 任 务 是 窗 口任 务 ( wi n do ws t sk) a 【 1 9 1 。 Ru s s e l l等 ( 1 991)用 它 研 究 3—4岁 儿 童 的 策 略 性
下, 给被 试 呈 现表 示颜 色 的 单 词 (如 “r e d”), 但 书 写 单 词 的 墨
欺骗 。实验 者 给儿 童 呈 现两个 开有 窗 口 的盒 子 , 窗 口 面 向儿
水 的 颜 色与 其意 义不 匹配 ( 如 蓝 色 墨 水 ), 要 求 说 出 墨 水 的 颜
童使 之能 够看 到盒 子 里 的 内容 , 而实 验 者 不 能 看 到盒 子里 的
在 发展 的进 步 。 一
色; 控制 条 件要 求 说 出小块 色 斑或 黑 色 墨水 书写 的表 示 颜 色
内容 。每次 试验 时 两个 盒 子 的一 个 中放 有 奖 品 , 要 求 儿 童 指
的单 词 的颜 色 。 Ze l a z o和 J a c qu e s(1 9 97)指 出 , St r o op任 务 的
示 实 验 者 应 查 看 哪 个 盒 子 。如 果 儿 童 指 示 空 盒 子 , 那 么他 将
实 验 条 件可 与维 度 变换 卡 片分 类 任务 相 比较 ,因为 它 需 要 儿
得到另 一个 盒 子 内 的 奖 品 ; 如 果 儿 童 指 示 放 有 奖 品的 盒 子 ,
童使 用 一对 与 他 们 默认 的 标 准 反 应 模 式 相 冲突 的 规 则 。而
那 么 他 将 得 不 到 奖 品 。 完 成 这 个 任 务 的 正 确 策 略 是 通 过 指
控制 条 件 只需 要 使 用 一 对 规 则 。实 验 条 件 和控 制 条 件 的 关
示 错 误 的 目标 来 欺 骗 实 验 者 。 尽 管 3岁 儿 童 持 续 地 失 去 奖
键 区 别在 于 控制 条 件 中的规 则 不 与预 先 存 在 的规 则 相 冲突 ,
品( 4岁 儿 童 则 不 会 ),他 们 仍 坚 持 指 示 装 有 奖 品 的 盒 子 。
对两 种 条 件进行 过 程 分 解 可 以 评估 控 制 的 加 工 过 程¨ 。结
Pe r n e r等认 为 因为 窗 口任 务 既需 要被 试 抑制 指示 装有 奖 品 的
果表 明年 幼 的 被 试 在 实 验 条 件 下 常 犯 持 续 性 错 误 。这 个 任
盒子 的优 势反 应 ,并 将 规 定 的 规 则 保 持 在 工 作 记 忆 中 ,同时
务主 要 用 于学龄 儿 童 , 但 它显 然不 适用 于不 能 识字 的 儿童 。
也需 要对欺 骗 或竞 争 的 一定 理 解 , 因 此窗 口任 务 既 可 以理 解
C  ̄. r s t aa t等 (1 994)修 订 了 St r oo p任 务 , 使 之 适 用 于 3.5
为执 行 任务 也 可 以 理 解 为 “心 理 理 论 ”任务 l 2 。。 。后 来 Ru s s e l l
岁至 7岁 的 学 前 儿 童 ,形 成 白天 一夜 晚 St r oo p任 务 (Da y -
等( 1 994)l 2 I J 通 过 去掉 任 务 中的社 会 性 因素 。 从 而 分离 欺骗 的
Ni gh t St r o op)【 I 。实 验 条 件 下 要 求 被 试 在 看 见太 阳 的 图形
执行 功能 方 面 和社 会 性 方 面 。他 们 把 任 务 改 为 当儿 童 指 示
时说 “ 夜 晚 ”, 看 见 月亮 的图形 时 说 “白天 ”。控 制 条件 下 要 求
空盒 子时 可 以得 到隐 藏 的奖 品 , 结 果 发 现 3岁 儿 童 仍 然 大 量
儿童 看见 一 个抽 象 的 图形 时说 “白天”, 看 见 另 一个 抽 象 图形
地 犯 持 续 性 错 误 。 这 证 明 了 3岁 儿 童 的 困 难 似 乎 在 于 执 行
时说 “ 夜 晚”。实 验 条件 下儿 童 的表 现 有 显 著 的 年 龄差 异 , 尤
功能 而不 在 欺 骗 行 为 本 身 。Br o ok s、Fr y e和 Sa mu e i s(1 996)
其 是 在 3. 5岁 至 4. 5岁 之间 。儿 童的 反应 时 随试 验 的进行 而
试 图进一 步找 出 是 执 行 功 能 的哪 个 方 面导 致 了 3岁 儿 童 在
减小 。最 普遍 的错误 模 式是 轮 流 说“白天 ”和 “夜 晚 ”, 或 者 看
欺骗 任务 中 的困难 。可 能的 困难 包 括 选 择 正 确 的计 划 , 或 执
见太 阳 的轮廓 时 坚 持说 “白天 ”。
行该 计划 。为 了 区别 这两 种 可 能性 , 研 究 者 给 儿 童呈 示 两 个
种 类 似 St r o op的 任 务 是 Lu r i a的 拍 手 任 务 (t app i ng
已经 制 定 好 的 计 划 , 一个 是欺骗性 的, 另 一 个 不 是 。要 求 儿
t sk) a 。 要 求 3. 5岁 至 7岁 的 儿 童 执 行 一 对 言 语 规 则 : “如 果
童从 中选 择 一 个 可 以 欺 骗 他 人 的 计 划 , 而 不 必 亲 自 执 行 计
实验 者 拍 一次 , 那你 就 拍 两次 ; 如果 实 验 者 拍 两 次 , 那 你 就 拍
划 。4岁 儿 童 能 够 选 择 欺 骗 性 的 计 划 , 3岁 儿 童 则 不 能 L I 。。 。
次 ”。 结 果 发 现 在 3. 5—6岁 的 年 龄 范 围 内 存 在 大 量 速 度
结果 暗示 了学 前 儿 童 在 社 会 领 域 的 计 划 和 在 物 质 领 域 的 计
一
一
上 和正 确 性 上 的 提 高 。最 普 遍 的 错 误模 式 是 不 管 实 验 者 拍
划一 样 , 存 在显 著变 化 。
几次 , 被试 坚 持 用 一 种 方式 拍 手 ,比如总 是 拍 一 次 】 后 来 发
2. 5 问题解 决 任务
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#红 等 :沦执 行 功 能 技 发 展 研 究
一
些 被 广 泛 用 于 认 知 心 理 学 中 问 题 解 决 领 域 的 任 务 如
塔 任务 ( Tower Ta s k). 包 括 河 内塔 ( To we r o f Ha no i )、 伦 敦 塔 ( Towe r o f Lo ndo n)及 其 变 式 也 被 用 来 研 究 执 行 功 能 。 塔 任
务 被用 来 研究 儿 童 的计 划 能 力 和错 误 觉 察 能 力 。 原 始 的 河
429
重点 也就不 同 . 致 使研究执行功能 的任务非常繁 多. 除 了 以 上 介 绍 的 六 种 主 要 的 任 务 类 型 外 .尚有 一 些 任 务 不 能 穷 尽 。
3 展 望
内 塔 问 题 研 究 揭 示 出 即 使 是 学 龄 儿 童 也 表 现 得 很 差 。 但 使
从 上 述 关 于 执 行 功 能 的 定 义 及 其 研 究 任 务 类 型 的 分 析
用修 改 后 的 任务 , Kl ahr和 Rob i n s o n发 现 4岁 儿 童 在 2次 移
中可以 看 出 , 执 行 功 能 的含 义 十 分 广 泛 . 几 乎 可 以 横 跨 整 个
动 和 3次 移 动 的 问 题 中 表 现 很 好 , 5岁 儿 童 在 4次 移 动 的 问
人类 认 知领域 。由于 它 与前 额 叶 皮 层 功能 的 紧密 联 系 , 最初
题 中表 现很 好 , 6岁 儿 童 能 很 好 地 解 决 6次 移 动 的 问 题 。 在
多 从神经 生 理学 的角 度 来 研究 , 近 年来 研 究 角 度 转 向 了 发展
儿童所 能 完 成 的 问 题 的移 动 次 数 上 存 在 明 显 的 年 龄 差 异 。
心 理学 和发展 神 经 病 理 学 , 涌 现出大量发展研究 . 提 出 了许
Bu l l o c k和 Lu t ke nha u s( 19 88)的研 究 发 现 1 8个 月 和 24个 月 的
多 有价 值 的新理 论 , 已成 为 当前 发 展 心 理学 中最 活 跃 的 研究
儿 童 已能 够 区 分 用 积 木 正 确 修 建 (与 模 型 一 致 )的 和 错 误 修
领 域之 一 。
建( 与 模 型 不 一 致 )的 塔 。 而 且 , 仅 17个 月 的 儿 童 就 表 现 出
但是 , 该 领域依 然存 在很 多 问 题 。 一个 最 基 本 的 问 题 在
能够 从 质上 监控 自身 的行 为 (比如他 们 表 现 出 关 注 塔 上各 部
于 它的实 质是 什 么 。它 到 底 是 一 种 心理 结 构 还 是 一 种 心理
分排 列 是 否整 齐 )。但 是 , 直 到 26个 月 时 儿 童 才 能 够 坚 持朝
功能 ?如 果它 是 一 种 心 理结 构 , 那么其功能如何得 到表现?
着 同 一 个 目标 监 控 其 行 为 进 程 n 0l 。
如 果它 只是 一 种 功 能 , 那 么 支 配 这 种 功 能 的 内在 结 构 是 什
塔 任务 还被 用 来 研 究 孤 独 症 和 ADHD儿 童 , Pe nni ngt o n 和 Oz o no f( 19 96) 检验 了大 量 执 行功 能 任 务 中孤 独 症 儿 童 与
么 ?或许 单纯 的结构 观 和单 纯 的 功 能 观都 不 足 取 , 应 该 采 用 结 构 一功 能 统 一 的 观 点 。 也 就 是 说 , Ze l a z o从 行 为 结 果 角 度
控 制组 及 ADHD儿 童 与控 制组 的组 间 差异 , 发 现最 能 区 分 孤
讨 论 执 行 功 能 的 功 能 观 和 De nc kl a、Re i s s将 执 行 功 能 解 释 为
独 症儿 童 与控 制组 以及 ADHD 儿 童 与 控 制 组 的执 行 功 能 任
“
种 认知 模 型”的结 构 观可 能都 是 片 面的 。
一
务 都 是河 内塔 2l 。 2. 6 “热 ” 执 行功 能 任务
如 果 结 构 一功 能 观 成 立 , 应如 何 分 析 执 行 功 能 的构 成要
素 及其功 能 ?我们 设 想 , 一 个可 行 的 办 法 是 对 个 体完 成 已有
Ze l a z o( 2002) 根 据 背外 侧前 额 叶皮 层 ( DL~PFC)和 眶前
的 执行 功能 任务 所需 的 认知 加 工 过 程进 行 细 致 分 析 , 离 析 出
额 叶皮 层 ( 0FC)在 功 能 上 的 差 异 将 执 行 功 能 划 分 为 “冷 ”
完成 每一 种执 行 功能 任 务所 需要 的认 知 加 工 成 分 , 通 过 对 这
( c o o1 )的和“热 ”( ho t )的两个 方 面 j 。“冷”执行 功 能 由相对 抽
些成 分进 行 系统 归纳 , 弄 清各 种执 行 功 能 任 务 的共 同成 分 和
象的、 去 情 景 化 的 问 题 (如 :WC ST、 DCcS)引 发 , 对 应 DL —
独特 成分 , 并 进一 步 对 这些 共 同成 分 和 独 特 成 份进 行 系 统 分
PFC 的功 能 ; “ 热 ”执行 功 能则 由卷 入 了较 多 的情 感 和 动机 ,
析, 最 终弄 清执行 功 能 的结 构 和功 能 。
需要 对 刺 激的情 感 意义 作 出灵 活评 价 的 任务 引发 , 对应 OFC 的功能。
另 一 个 目前 还 很 不 清 楚 的 问 题 是 : 执 行 功 能 与 大 脑 神 经
结构 和神 经活 动 过 程 具 有 什 么关 系 ?虽 然 执 行 功 能 起 源 于
延 迟满 足 (d e l ay of g r a t i f i c a t i o n) 任 务 是 “热 ”执 行 功 能 任
神经 生理 学 的研究 , 但 神经 生 理学 并 未就 这 一重 要 问 题 产 生
务 的一 个典 型 。给 儿 童 呈 现 一 些 小 礼 品 (如 糖 )并 让 儿 童 选
令人满 意 的结 果 。随 着 认 知 神 经科 学 的兴 起 ,以 PET、 f MRI
择是 立 即得 到 一 颗 糖 还 是 过 一 段 时 间 (如 游 戏 结 束 时 ) 获 得
技术 为代 表 的无 创 脑 成 像 技 术 在 认 知 发 展 研 究 中 日益 得 到
两颗 糖 , 测 量 儿 童 选 择 延 迟 满 足 的 试 验 次 数 。早 期 研 究 总 体
广泛 应 用 , 相 信 执 行 功 能 的 研 究 也 将 回 归 到 脑 神 经 机 制 方
上未 发 现学 前 阶 段 的年 龄 差 异 , 但 发 现 了 学 龄 期 的 年 龄 差
面, 因此 , 与 认知 神经 科 学 相结 合 的 执 行 功 能 研 究 也 应 受 到
异 。该 研 究确 定 了许 多 影 响 儿 童 选 择 等 待 的 时 间 长 度 的 注
足够 的重 视 。
意和认 知 因 素 。 比 如 ,研 究 指 出 如 果 儿 童 对 奖 品 作 出 抽 象
此外 , 正 如 Ze l a z o( 20 02) 所 指 出的那 样 , 传 统 的执 行 功 能
的、 非情 感 唤醒 的思 考 , 将 促 进儿 童 完 成 这类 任务 , 从 而 表 现
研 究范 式大都 建 立 在 “冷认 知 ”( c o ol c og ni t i o n)的基 础 之 上 ,
出较 好 的延 迟 满 足 的 能力 … 。近 来 的 两 个 研 究 使 用 修 改 后
的选择 任 务 在更 小 的儿 童 中测 验 了 延 迟满 足 。Thomp s o n等
而近年 来 随着 对心 理 理论 的 日益关 注 , 研究 者 才对 “热 ”执 行 功能 的发展 产生 了兴趣 , 同 时 引 发 了 执 行 功 能 与 心 理 理 论 的
( 19 97) 发 现 4—5岁 儿 童 比 3岁 儿 童 表 现 出 显 著 更 多 的 审 慎
关 系 问题 。Ze l z a o等指 出大 多数心 理 理论 的 测验 都 是 “热 ”的
行 为 (即延迟 满 足 )和利 他 行 为 , 3岁 儿 童 的 审 慎 和 利 他 行 为
执 行功 能测 验 , 可 以 将 心 理 理 论 与 执 行 性 功 能 发 展 的 关 系 转
之 间相 关 。 Mo or e等 (1 9 98)重 复 了 以 上 结 果 , 并 发 现 审 慎 和
利 他行 为 与心 理 理论 测验 中的表 现相关 [ 2 3 】 。 儿 童 赌博 任务 ( Ch i l dr e n’ s Ga mbl i ng k) 也 属 于在 高 度 的情 感 和 动机 卷 入 的情 景 中研 究 儿 童 执行 功 能 的 任务 。其 中前 25次 试验 允 许儿 童 从两 副 纸 牌 中抽 样检 验 , 后 25次试 验是 对情 感 决策 的 诊 断 ,即测 量 儿 童 在 后 25次 试 验 中是 选 择 能 够赢 得 一颗 糖 , 但 有 可 能会 输 掉 一 颗 糖 的牌 , 还 是 选 择 能够 赢得 两 颗糖 , 但可 能 会输 掉 6颗 糖 的牌 。结 果 发 现 在后
化 为“热 ”的和 “ 冷 ”的执 行 功 能 发展 的关 系 来 研 究 。 因此 , 除 前 面提 到 的对执 行 功能 的本质 及 其结 构 的 系统 研 究 外 , 今 后 要研 究 的一个 现 实 问 题 是 “热 认 知 ”( ho t c o gn i t i o n) 在 执 行 功 能 中的作 用 、 “ 热 认 知 ”的 发 展 及 其 与 “冷认 知 ”的关 系 ,这 也 回应 了关 于 认知 与情 感 关 系 的古老 问 题 。
4 参 考 文 献 l W i seS P。M urrayE A ,Gerf enC R.Thef rontal cort ex-basalgangl i a
25次 试验 中 3岁 儿 童 比 4岁 儿 童作 了更 多 不 利 的选 择 , 即选 第 二 种牌 ( 3岁 儿 童 6 5. 4% , 4岁 儿童 4 0. 7%), 说 明 执行 功能
syst em i n pri mates. Cri ti cal Revi ews i n Neurobi ol ogy, 1996, 10:
中涉及 动 机 和情 感 的方 面在 学前 阶段 得 到发 展 。3岁儿 童 与
2 Tranel D ,Anderson S W ,Bent on A .Devel opm ent of t he concept of
眶 前额 叶 皮层 受 损 的成人 同样容 易 作出 不利 的选择 [ 1 0 】 。 由于研 究 者对 执 行 功能 的定 义 各 不 相 同 ,因 而研 究 的 侧
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Abs t r a ct Exe c u t i v e f u nc t i on ( EF) i s a n i l l — de f i ne d but i mp or t a nt c on s t r uc t t h at r e f e r s g e ne r a Uy t o t h e p s y c hol o g i c al pr o c e s s e s i nvol ve d i n t he c ons ci ous cont r ol of t hought and act i on. At pr es e nt the mai n theor ies of EF i ncl ude neur o psych ol ogi al c per spect i ve,
i n hi b i t o r y c o nt ol r ,t he hi ghe r - o r d e r c o gni t i v e a bi l i t y t he or y( i nc l ud i ng wor k i ng me mor y t he or y a nd i nh i b i t i o n a nd wor ing k me mor y t he ory),and t he c ogni t i ve c ompl exi t y and cont r ol the ory.The mai n t ype s of t asks t at h h a ve be en us ed t o re sear ch EF i ncl ude card sor ti g n t st e s,de l ayed- re sp o nse ta sk s ,c onf li ct i ng re sp o nse pat t rn e t sk a s based on St r oop,the o ry- of - mi nd t sk a s ,pr obl em— ol s vi g n t ask s , and “hot ” EF t sk a s ,et c.Fut ure ro  ̄. ar che s about EF s houl d ighl h i ght t he nat r e u of EF,i l l ust r at e t he rel at i on bet we e n EF and neural st ruct r e u and fu n ct i on i n c ombi nat i on wi t h c ogni t i ve neu r osci ene 。and di s cuSs t he r ol e of“hot c ogni t i on” wh ich i s cha ract eri ze d by
hj gh af fe cti ve i nvol vement on t he basi s of di st i ngui s hi ng bet w en “cool ”EF and“hot ”EF. Key words:exe c ut i ve f n ct u i on,t ypes of EF t ask s ,pr osp ec t