工作記憶負荷與認知靈活性的關(guān)系

摘 要：工作記憶和認知靈活性是執(zhí)行功能的主要成分，但工作記憶負荷是否影響認知靈活性，不同研究者采用不同的實驗范式得出了不同的結(jié)論。為了分析兩類實驗對工作記憶負荷和認知靈活性兩者結(jié)論之間的差異，我們先簡要介紹一下工作記憶和認知靈活性的相關(guān)理論知識。其次，重點分析兩者之間有不同結(jié)論的實驗，試圖去分析造成兩個實驗結(jié)論不同的原因。最后，總結(jié)了工作記憶與認知靈活性關(guān)系的研究現(xiàn)狀以及未來可能的研究趨向。

關(guān)鍵詞：工作記憶;工作記憶負荷;認知靈活性

1 工作記憶與認知靈活性的相關(guān)理論

認知靈活性是指個體為了適應(yīng)不斷變化的情境，在不同的任務(wù)間或同一任務(wù)的不同規(guī)則間靈活地轉(zhuǎn)換自己的思想和行為的能力。認知靈活性一直是行為和認知心理學研究的重點，其生理機制與大腦前額葉有關(guān)，多以背外側(cè)前額皮質(zhì)、前扣帶回、頂葉后部為基礎(chǔ)。研究表明認知靈活性與閱讀、數(shù)學、情緒、健康等顯著相關(guān)，能很好地預(yù)測個體學業(yè)成績。在實驗情景中，研究者常用任務(wù)切換范式考察認知靈活性。在任務(wù)切換中，從一種任務(wù)狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種任務(wù)狀態(tài)所耗費的資源被稱為轉(zhuǎn)換代價，主要體現(xiàn)在反應(yīng)時的增加和正確率的降低。

工作記憶是指在信息加工過程中，對信息進行暫時存儲和加工的一種記憶系統(tǒng)。它在對外界信息進行編碼、存儲和監(jiān)控等方面發(fā)揮著非常重要的作用。與長時記憶不同的是，工作記憶的容量有限。研究表明正常個體的工作記憶容量一般是3-5個信息組塊。工作記憶負荷是個體在執(zhí)行認知活動時工作記憶系統(tǒng)中同時負載的信息量。個體能夠負載的最大記憶負荷數(shù)即為工作記憶容量。工作記憶容量越大的個體在多任務(wù)處理、語言習得、注意力控制和推理等任務(wù)中表現(xiàn)得更好。多層次工作記憶模型包括語音環(huán)、視覺空間模板、情景緩沖器和中央執(zhí)行系統(tǒng)。其中，語音環(huán)主要處理以語音為基礎(chǔ)的信息，主要包括語音存儲和發(fā)音復(fù)述過程。視覺空間模板用于處理視覺和空間的信息。中央執(zhí)行系統(tǒng)是一個注意資源有限的控制系統(tǒng)，是工作記憶中最重要的成分。主要功能為協(xié)調(diào)語音環(huán)和視覺空間模板活動，注意資源的分配與控制，選擇性注意及轉(zhuǎn)換策略。

工作記憶負荷是否影響認知靈活性，不同研究者有不同的研究結(jié)論。一些研究認為工作記憶負荷不影響轉(zhuǎn)換代價，從而證明兩者之間沒有關(guān)系;然而另一些研究者證明記憶負荷影響轉(zhuǎn)換代價，證明兩者之間存在顯著的相關(guān)。為了分析工作記憶負荷是否影響認知靈活性，我們對兩類不同結(jié)論的實驗進行了分析和綜合

2 工作記憶與認知靈活性關(guān)系的相關(guān)研究分析

一些研究表明工作記憶負荷影響轉(zhuǎn)換代價。Baddely在雙任務(wù)實驗中一方面要求被試完成10以內(nèi)的加減法運算的同時，另一方面還要求被試完成不同記憶負荷條件下的認知任務(wù)。結(jié)果表明記憶負荷越大，被試在加減法運算中的轉(zhuǎn)換代價也就越大。Hester 和Garavan要求被試記住由2個、5個或者8個大寫字母組成的不同長度的記憶列表，接下來會呈現(xiàn)一些字母任務(wù)。當字母任務(wù)沒有顏色時，要求被試判斷該字母是否是之前記憶的字母，如果字母是彩色，則要求被試判斷字母的顏色，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，記憶的字母列表的負荷越大，被試在任務(wù)轉(zhuǎn)換上的代價也就越大。

然而，另一些研究者認為工作記憶負荷對轉(zhuǎn)換代價沒有影響。比如：侯然采用雙任務(wù)范式研究了工作記憶負荷對任務(wù)轉(zhuǎn)換的影響。實驗分為記憶任務(wù)和操作任務(wù)。記憶任務(wù)的材料是由6個水平排列的阿拉伯數(shù)字構(gòu)成，操作任務(wù)的材料是由綠色方塊、紅色方塊、綠色圓形和紅色圓形構(gòu)成。在記憶任務(wù)中，作者設(shè)置了三種不同負荷的任務(wù)條件。在低記憶負荷條件下，6個數(shù)字完全相同;在中等記憶負荷條件下，6個數(shù)字兩兩相同;在高記憶負荷條件下，6個數(shù)字各不相同。實驗首先呈現(xiàn)6個阿拉伯數(shù)字，要求被試記住這6個阿拉伯數(shù)字。接下來在電腦屏幕上呈現(xiàn)顏色或形狀的任務(wù)線索，然后呈現(xiàn)色塊任務(wù)，被試根據(jù)任務(wù)線索對色塊任務(wù)做相應(yīng)按鍵反應(yīng)。最后會在屏幕上呈現(xiàn)數(shù)字，要求被試判斷該數(shù)字是否是前面呈現(xiàn)的6個數(shù)字中的一個。結(jié)果表明，在不同記憶負荷條件下，轉(zhuǎn)換任務(wù)的反應(yīng)時都顯著大于重復(fù)任務(wù)的反應(yīng)時，但在不同負荷條件下的轉(zhuǎn)換代價都沒有顯著差異。

綜上所述，通過對以上實驗的分析與比較，我們發(fā)現(xiàn)工作記憶負荷對認知靈活性的關(guān)系之所以在結(jié)果上出現(xiàn)如此大的差異，可能是因為研究者在實驗中操縱不同的工作記憶成分負荷導(dǎo)致的。如果在實驗中只增加工作記憶保持成分的負荷而沒有增加其執(zhí)行成分的負荷時，可能對任務(wù)轉(zhuǎn)換代價沒有影響。換句話說，這些實驗在任務(wù)轉(zhuǎn)換的瞬間并不需要使用保持在工作記憶中的記憶信息，所以記憶負荷對轉(zhuǎn)換代價的影響較小。相反，如果在實驗中增加工作記憶執(zhí)行控制成分的負荷，就會影響轉(zhuǎn)換代價。也就是說在任務(wù)轉(zhuǎn)換的瞬間需要使用保持在工作記憶中的記憶信息，這可能是記憶任務(wù)對任務(wù)轉(zhuǎn)換存在較大影響的原因之一。

3 工作記憶和任務(wù)轉(zhuǎn)換關(guān)系研究的現(xiàn)狀以及兩者的未來發(fā)展趨勢

工作記憶與任務(wù)轉(zhuǎn)換是執(zhí)行功能的兩大成分，但兩者之間的關(guān)系到底如何現(xiàn)在仍存有很大爭議，是目前研究的熱點。當前很多實驗對兩者關(guān)系的研究從本質(zhì)上來說采用的都是雙任務(wù)范式，也就是在記憶一種任務(wù)的同時對另一種進行處理。如果能在同一種實驗中同時操作不同的記憶負荷，直接去考察工作記憶負荷對任務(wù)轉(zhuǎn)換關(guān)系的研究，將會得到更明確的結(jié)果。現(xiàn)階段，對兩者關(guān)系的腦電研究和核磁研究都非常匱乏，以后可以采用ERP和核磁對其進行研究，可以真正揭示在不同記憶負荷轉(zhuǎn)換下，大腦波形的變化規(guī)律以及腦區(qū)的激活程度。從而真正發(fā)現(xiàn)工作記憶與任務(wù)轉(zhuǎn)換之間的關(guān)系規(guī)律。

參考文獻

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作者簡介

丁剛強（1992-），男，漢族，河南省駐馬店人，心理學碩士，江西師范大學心理學院心理學專業(yè)，研究方向：基礎(chǔ)心理學。