認(rèn)知靈活性的重構(gòu)效應(yīng)述評

覃 麗

（遵義職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基礎(chǔ)部，貴州 遵義 563000）

認(rèn)知靈活性的重構(gòu)效應(yīng)述評

覃 麗

（遵義職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基礎(chǔ)部，貴州 遵義 563000）

認(rèn)知靈活性幫助個體適應(yīng)不斷變換的環(huán)境，重構(gòu)效應(yīng)是認(rèn)知靈活性的重要認(rèn)知加工過程。重構(gòu)效應(yīng)的認(rèn)知基礎(chǔ)認(rèn)為較長的CSI能減少轉(zhuǎn)換代價；通過神經(jīng)基礎(chǔ)研究，發(fā)現(xiàn)任務(wù)－規(guī)則激活高于線索－規(guī)則激活。多效應(yīng)并存和抑制控制效應(yīng)并存、重構(gòu)效應(yīng)與抑制控制理論融合、熱執(zhí)行功能的研究取向或?qū)⒊蔀橹貥?gòu)效應(yīng)的未來研究趨向。

認(rèn)知靈活性；重構(gòu)效應(yīng)；認(rèn)知神經(jīng)基礎(chǔ)

人類可以根據(jù)不同的環(huán)境需求，通過復(fù)雜的認(rèn)知控制過程，根據(jù)既定目標(biāo)，做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。這種根據(jù)當(dāng)前需要，確定既定目標(biāo)，從一項活動轉(zhuǎn)向目標(biāo)活動的能力稱為“認(rèn)知靈活性”。認(rèn)知靈活性可使個體的反應(yīng)適合當(dāng)前任務(wù)的需要，在某個特定的任務(wù)情境下產(chǎn)生最優(yōu)反應(yīng)。

認(rèn)知心理學(xué)家試圖采用不同的任務(wù)轉(zhuǎn)換范式揭示認(rèn)知靈活性的不同認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制。鑒于兒童的言語、數(shù)字、圖片等識別能力與成人存在很多差異，其研究范式與成人不同。常見的成人認(rèn)知研究范式包括字母或數(shù)字分類任務(wù)組成的注意轉(zhuǎn)換范式［1］、任務(wù)轉(zhuǎn)換范式（一般包括兩類組塊即單一組塊和切換組塊，又可以分為單一任務(wù)、重復(fù)任務(wù)和切換任務(wù)。主要有單獨任務(wù)范式、混合任務(wù)范式、預(yù)期任務(wù)轉(zhuǎn)換范式、線索轉(zhuǎn)換范式、間隔轉(zhuǎn)換范式、隨意轉(zhuǎn)換范式）。兒童研究范式主要包含研究冷執(zhí)行功能的研究方法的維度變化卡片分類任務(wù)和研究者于2006年改進(jìn)的在計算機(jī)編程使用，測量反應(yīng)時和準(zhǔn)確率的“白天黑夜尋寶任務(wù)”［2］。

上述不同的轉(zhuǎn)換范式多數(shù)是通過比較轉(zhuǎn)換任務(wù)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換代價的來源、干擾因素、準(zhǔn)備因素等，對認(rèn)知靈活性的認(rèn)知加工過程以及其神經(jīng)基礎(chǔ)進(jìn)行深入探索研究，使認(rèn)知靈活性任務(wù)轉(zhuǎn)換的研究成為目前認(rèn)知心理學(xué)領(lǐng)域的研究熱點。本研究將對認(rèn)知靈活性的重要機(jī)制——重構(gòu)效應(yīng)的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制進(jìn)行述評。

一、重構(gòu)效應(yīng)

不同的研究范式揭示了認(rèn)知靈活性的不同方面。但是，重構(gòu)效應(yīng)是目前比較公認(rèn)的影響認(rèn)知靈活性的重要成分［3，4］?！爸貥?gòu)效應(yīng)”指個體通過注意轉(zhuǎn)移、將當(dāng)前任務(wù)的反應(yīng)規(guī)則提到工作記憶使先前的反應(yīng)規(guī)則失效、啟動等過程完成當(dāng)前任務(wù)，如行為學(xué)方面的研究顯示控制線索任務(wù)范式中的準(zhǔn)備時間和預(yù)期任務(wù)范式中的個體預(yù)期都會影響其認(rèn)知靈活性。

（一）重構(gòu)效應(yīng)的認(rèn)知基礎(chǔ)

該觀點認(rèn)為當(dāng)準(zhǔn)備時間足夠長的時候，轉(zhuǎn)換代價將會消失。當(dāng)準(zhǔn)備時間增加時，個體將會提前進(jìn)行任務(wù)重構(gòu)，而這將顯著性降低轉(zhuǎn)換代價，當(dāng)準(zhǔn)備時間繼續(xù)增加時，轉(zhuǎn)換代價將會持續(xù)減少直至消失。準(zhǔn)備時間包括反應(yīng)－刺激間隔（RSI）、線索－刺激間隔（CSI）。

重復(fù)任務(wù)的準(zhǔn)備時間減少程度大于轉(zhuǎn)換任務(wù)的準(zhǔn)備時間減少程度。這兩者之間的時間差就是轉(zhuǎn)換代價。［5］采用交替轉(zhuǎn)換范式，改變前一任務(wù)反應(yīng)與后一任務(wù)刺激呈現(xiàn)之間的時間間隔（RSI），結(jié)果發(fā)現(xiàn)RSI越長，轉(zhuǎn)換代價越小。他們認(rèn)為，這種轉(zhuǎn)換代價隨著RSI增加而減小的現(xiàn)象是對以后任務(wù)的準(zhǔn)備或者說是提前重構(gòu)，也可能是前一任務(wù)的消退。有趣的是，這種效應(yīng)只發(fā)生在block間，而在block內(nèi)變化RSI卻沒有發(fā)現(xiàn)這種效應(yīng)。［6］采用任務(wù)－線索范式對反應(yīng)－線索時間間隔（RCI）進(jìn)行控制，調(diào)整線索－刺激時間間隔（CSI），結(jié)果發(fā)現(xiàn)較長的CSI較較短的CSI的轉(zhuǎn)換代價小?？刂芌CI也可以改變后一任務(wù)的準(zhǔn)備狀態(tài)。這兩個實驗說明延長刺激呈現(xiàn)之前的時間間隔可以降低轉(zhuǎn)換代價，說明在執(zhí)行任務(wù)轉(zhuǎn)換之前的確存在重構(gòu)效應(yīng)?？傊?，重構(gòu)效應(yīng)可以通過不同的方式表現(xiàn)，例如變更準(zhǔn)備時間（預(yù)期序列中的RSI和線索程序中的CSI）或者通過變更任務(wù)預(yù)期（比較預(yù)期條件和非預(yù)期條件下的反應(yīng)時）。重構(gòu)效應(yīng)是轉(zhuǎn)換任務(wù)和重復(fù)任務(wù)所共有的。

CSI的延長反映出的轉(zhuǎn)換代價的降低被認(rèn)為是重構(gòu)效應(yīng)的標(biāo)志。然而，即使給予被試足夠多的時間，轉(zhuǎn)換代價依然不會消失，即“殘余”轉(zhuǎn)換代價。重構(gòu)效應(yīng)的雙階段理論認(rèn)為，第一階段在刺激呈現(xiàn)前發(fā)生，即被試剛剛完成上一個trial，開始下一個trial之前，稱為“提前建構(gòu)”，是重構(gòu)效應(yīng)的內(nèi)源性成分。第二階段在重構(gòu)效應(yīng)完成，刺激呈現(xiàn)后發(fā)生，是重構(gòu)效應(yīng)的外源性成分。另外一種“全或無”的解釋則認(rèn)為盡管被試嘗試在刺激呈現(xiàn)前進(jìn)行重構(gòu)，但是只有部分是完成的。假如全部加工都完成，那么轉(zhuǎn)換任務(wù)的反應(yīng)時與重復(fù)任務(wù)的反應(yīng)時相同，即轉(zhuǎn)換代價消失，之所以這種現(xiàn)象不會出現(xiàn)是因為任務(wù)重建的過程包括從記憶中提取任務(wù)目標(biāo)和規(guī)則，而這種提取可能是成功的也可能是失敗的。因此找到影響提取的因素顯得尤為重要，例如，目前有研究者從工作記憶的廣度等方面進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)工作記憶廣度大的被試其任務(wù)轉(zhuǎn)換過程中的轉(zhuǎn)換代價小于工作記憶廣度小的被試［7］。也有研究者認(rèn)為重構(gòu)效應(yīng)是線索編碼和記憶提取的雙重交互作用的結(jié)果。

（二）重構(gòu)效應(yīng)的神經(jīng)基礎(chǔ)

采用任務(wù)線索范式對任務(wù)規(guī)則激活的神經(jīng)基礎(chǔ)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)任務(wù)－規(guī)則激活高于線索－規(guī)則激活。采用fMRI對任務(wù)轉(zhuǎn)換范式中涉及的腦區(qū)進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在任務(wù)重復(fù)條件和任務(wù)轉(zhuǎn)換條件下，前額皮質(zhì)均顯著激活，但未發(fā)現(xiàn)涉及認(rèn)知靈活性的特定區(qū)域。這可能是由于其任務(wù)范式太簡單，沒有對任務(wù)中的時間、線索等任務(wù)參數(shù)進(jìn)行控制，或者是由于fMRI是高空間精確度，但其時間精確度很低，而認(rèn)知靈活性更多以時間區(qū)分，導(dǎo)致不能區(qū)分腦區(qū)。采用ERP技術(shù)對線索－靶子加工工程中的任務(wù)轉(zhuǎn)換進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)任務(wù)轉(zhuǎn)換和重復(fù)任務(wù)均誘發(fā)P3b成分。準(zhǔn)備時間反映了文本更新的內(nèi)源性認(rèn)知加工的P3b，因為P3b一般與反應(yīng)速度有關(guān)。［8］研究發(fā)現(xiàn)線索呈現(xiàn)時轉(zhuǎn)換trials誘發(fā)的頂葉400ms波幅較之重復(fù)任務(wù)trials更正。其它研究發(fā)現(xiàn)了類似的P3成分，但是，轉(zhuǎn)換trials較之重復(fù)trials的線索呈現(xiàn)時誘發(fā)的500ms后部更正向，而前部更負(fù)向的波幅。這種“后部正向－前部負(fù)向”的波幅與行為學(xué)中的轉(zhuǎn)換代價的降低顯著相關(guān)。這種調(diào)節(jié)CSI所引起的ERP成分變化反應(yīng)了重構(gòu)效應(yīng)過程。

二、未來研究趨向

（一）多效應(yīng)并存——抑制控制效應(yīng)并存

很多研究發(fā)現(xiàn)即使給予個體充分的準(zhǔn)備時間，個體在完成轉(zhuǎn)換任務(wù)時，轉(zhuǎn)換代價依然存在，即“殘余轉(zhuǎn)換代價”，基于此，出現(xiàn)了抑制控制效應(yīng)。該效應(yīng)認(rèn)為個體抑制能力的高低決定個體的認(rèn)知靈活性的大小。之前不同任務(wù)、預(yù)期進(jìn)行下一項不同任務(wù)以及分心刺激都將會對當(dāng)前任務(wù)產(chǎn)生干擾［7］。

（二）重構(gòu)效應(yīng)與抑制控制理論融合

但是，隨著研究的深入，有研究者發(fā)現(xiàn)，單純的重構(gòu)效應(yīng)和抑制控制均不能解釋任務(wù)轉(zhuǎn)換中轉(zhuǎn)換代價的產(chǎn)生、機(jī)制，［9］認(rèn)為認(rèn)知靈活性涉及到重構(gòu)效應(yīng)和抑制機(jī)制兩種加工工程，并且兩種過程是不可分割的。認(rèn)知靈活性的轉(zhuǎn)換代價由兩種階段構(gòu)成：任務(wù)準(zhǔn)備階段和基于刺激的加工工程。例如在Stroop顏色－命名任務(wù)中，個體提前知道要做出的反應(yīng)就必須對需要的反應(yīng)規(guī)則進(jìn)行提前激活，同時又要抑制當(dāng)前不相關(guān)的刺激信息或反應(yīng)規(guī)則。在重構(gòu)效應(yīng)間隙內(nèi)，抑制過程和重構(gòu)效應(yīng)過程同時調(diào)節(jié)任務(wù)特異性信息的規(guī)則或目標(biāo)，證明了重構(gòu)效應(yīng)和抑制控制的同時存在。研究范式為stroop沖突任務(wù)，相關(guān)線索提示或者無關(guān)線索提示時進(jìn)行fMRI記錄。發(fā)現(xiàn)“提前準(zhǔn)備”的神經(jīng)活動可以預(yù)測沖突任務(wù)成績。

（三）認(rèn)知靈活性的重構(gòu)效應(yīng)在特殊人群的應(yīng)用研究

認(rèn)知靈活性是執(zhí)行功能的重要成分，靈活性的高低與個體的創(chuàng)造性、數(shù)學(xué)能力、藝術(shù)能力、運動能力、情緒控制能力等密切相關(guān)。如在校中小學(xué)生中有很多學(xué)生存在數(shù)學(xué)障礙問題，任務(wù)轉(zhuǎn)換缺損是造成數(shù)學(xué)障礙的重要原因之一，近年來，任務(wù)轉(zhuǎn)換也成為數(shù)學(xué)障礙研究的熱點問題；孤獨癥兒童存在的刻板重復(fù)行為、人際冷漠、交流障礙等行為可能與此類兒童的認(rèn)知靈活性能力低下有密切關(guān)系，目前已有部分研究者從事此類研究；抑郁癥個體存在明顯的負(fù)性加工偏向，這種偏向可能是由個體認(rèn)知重構(gòu)能力降低，導(dǎo)致對負(fù)性信息的轉(zhuǎn)換能力降低引起的。

（四）熱執(zhí)行功能的研究取向

情緒，動機(jī)對認(rèn)知靈活性的重構(gòu)效應(yīng)可能產(chǎn)生很大影響。不同情緒強(qiáng)度、不同情緒效價、不同情緒內(nèi)容會影響個體對任務(wù)的準(zhǔn)備狀態(tài)，進(jìn)而影響個體的轉(zhuǎn)換代價，產(chǎn)生特殊的重構(gòu)效應(yīng)。［10］用正性情緒刺激對3歲個體的規(guī)則應(yīng)用靈活性的影響進(jìn)行研究。發(fā)現(xiàn)情緒可以影響個體的認(rèn)知靈活性，而正性情緒可以提高個體的認(rèn)知靈活性。王艷梅對積極情緒對任務(wù)轉(zhuǎn)換的影響進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)積極情緒和消極情緒對任務(wù)轉(zhuǎn)換影響的相反模式［1］。但是，該類研究僅僅是對涉及情緒變量的認(rèn)知靈活性特點進(jìn)行研究，并沒有對情緒影響認(rèn)知靈活性的原因進(jìn)行研究，而這很可能是由于個體對不同情緒信息的重構(gòu)效應(yīng)的差別產(chǎn)生的。因此，未來研究需加強(qiáng)對涉及情緒、情緒信息、動機(jī)等因素對重構(gòu)效應(yīng)的影響機(jī)制。

［1］王艷梅，郭德俊.積極情緒對任務(wù)轉(zhuǎn)換的影響［D］.優(yōu)秀碩士論文數(shù)據(jù)庫，2006.

［2］袁旦，張智君.任務(wù)轉(zhuǎn)換加工機(jī)制述評［J］.應(yīng)用心理學(xué)，2009（3）.

［3］Dibbets，P.，Jolles，J.The Switch Task for Children：Measuring mental exibility in young children［J］.Cognitive Development，2006（21）.

［4］Kiesel.A.，Steinhauser.M.，Wendt.M.，F(xiàn)alkenstein.，Jost.K.，Philipp.A.M.，Koch.I.，Control and interference in task switching－a review［J］.Psychological bulletin，2010（5）.

［5］Rogers，R.D.，＆Monsell.S..The cost of a predictable switch between simple cognitive tasks［M］.Journal of Experimental Psuchology：General，1995.

［6］Meiran，N.Reconfiguration of processing mode prior to task performance［M］.Journal of Experimental Psychology：Learning，Memory，and Cognition，1996.

［7］Tharp，I.J.，＆Pickering，A.D.Individual differences in cognitive－？exibility：The in？uence of spontaneous eyeblink rate，trait psychoticism and working memory on attentional set－shifting［EB／OL］.Brain and Cognition.doi：10.1016／j.bandc.2010.10.010.

［8］Nicholson，R.，Karayanidis，F(xiàn).，Bumak，E.，Poboka，D.，＆Michie，P.T.ERPs dissociate the effects of switching task sets and task cues［M］.Brain Reasearch，2006.

［9］Vandierendonck，A.，lifeooghe，B.，Verbruggen，F(xiàn).Task switching：interplay of reconfiguration and interference control［J］.Psychology bulletin，2010（4）.

［10］Qu，l.，Zelazo，P.D.The facilitative effect of positive stimuli on 3－year－olds’？exible rule use［J］.Cognitive Development，2007（22）.

G420

A

1673－1395（2011）07－0093－03

2011－06－12

覃麗（1975－），女，貴州遵義人，講師，博士研究生，主要從事教育學(xué)、心理學(xué)、心理健康教育研究。

責(zé)任編輯 袁麗華 E－mail：yuanlh＠yangtzeu.edu.cn