工作記憶訓(xùn)練的研究進(jìn)展

田曉飛

(福建師范大學(xué)教育學(xué)院，福建福州，350117)

工作記憶指的是對信息的暫時存儲和加工，在認(rèn)知加工過程中發(fā)揮著重要作用。工作記憶的容量一直被看作是工作記憶的一個穩(wěn)定特征，但是最近有研究發(fā)現(xiàn)，有效的訓(xùn)練可以擴(kuò)大工作記憶容量。工作記憶能力的提高是否可以帶來認(rèn)知功能的改善也引起了相關(guān)研究者的關(guān)注。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，進(jìn)行相關(guān)的工作記憶訓(xùn)練，有助于改善工作記憶缺陷人群的認(rèn)知功能，促進(jìn)一系列重要認(rèn)知能力的發(fā)展。這些研究有重要的理論價值和實踐意義。因此，本文主要介紹了國外關(guān)于不同工作記憶訓(xùn)練策略的相關(guān)研究，以期為今后的研究提供一定的理論參考。

一、工作記憶與其他高級認(rèn)知過程

工作記憶在高級認(rèn)知中發(fā)揮著重要作用。研究證明，工作記憶容量不僅可以預(yù)測個體在流體智力方面的差異，而且可以預(yù)測個體的閱讀、解決問題及推理等認(rèn)知能力。

工作記憶系統(tǒng)的組成有助于理解工作記憶與高級認(rèn)知之間的關(guān)系。一般將工作記憶系統(tǒng)分為特定領(lǐng)域和一般領(lǐng)域兩種成分。工作記憶訓(xùn)練的特定領(lǐng)域包括與特定類型信息的保持和相關(guān)策略的處理，其中應(yīng)用最廣的是言語復(fù)述策略，這種策略需要使用內(nèi)部言語機(jī)制對信息進(jìn)行保存。相反，工作記憶訓(xùn)練的一般領(lǐng)域與特定類型的信息或感覺形態(tài)無關(guān)，但卻有助于信息的編碼、保持及提取。工作記憶訓(xùn)練的這種一般領(lǐng)域過程與注意控制、減少無關(guān)信息的干擾及管理特定領(lǐng)域相關(guān)策略的機(jī)制等有關(guān)。而且，與特定領(lǐng)域的工作記憶訓(xùn)練相比，一般領(lǐng)域的工作記憶訓(xùn)練似乎更能說明工作記憶對高級認(rèn)知的高預(yù)測效度。因此，雖然不同的工作記憶訓(xùn)練可以影響不同的工作記憶過程，但是最一般化的應(yīng)該是以一般領(lǐng)域為目標(biāo)的訓(xùn)練機(jī)制。

二、工作記憶訓(xùn)練的生理基礎(chǔ)

對人類神經(jīng)影像的研究表明，工作記憶與大腦感覺皮層及前額葉皮質(zhì)的激活程度有關(guān)。具有不同工作記憶容量的個體，大腦頂葉皮質(zhì)的激活程度也不同。[1]隨著兒童工作記憶的發(fā)展，其頂葉溝回和前額葉皮質(zhì)等與記憶任務(wù)相關(guān)的大腦區(qū)域的活動也會增強(qiáng)。

工作記憶訓(xùn)練可以增強(qiáng)大腦相關(guān)區(qū)域的激活程度。Takeuchi等的研究結(jié)果證明，工作記憶訓(xùn)練可以激活背外側(cè)前額葉皮層、頂葉皮層、基底核等區(qū)域的活動。[2]Olesen等采用多功能核磁共振成像技術(shù)，對被試進(jìn)行工作記憶訓(xùn)練前進(jìn)行多次成像測試，訓(xùn)練后再進(jìn)行一次測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過訓(xùn)練的被試前額葉皮質(zhì)和頂葉激活程度增強(qiáng)。[3]工作記憶訓(xùn)練不僅可以提高與訓(xùn)練任務(wù)相關(guān)的記憶容量，同時可以提高其他認(rèn)知加工能力。使用特定的任務(wù)對工作記憶進(jìn)行訓(xùn)練會激活大腦某些相關(guān)皮層區(qū)域，進(jìn)而促進(jìn)個體對與該任務(wù)具有相同神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)的任務(wù)的完成，并且激活的大腦皮層越高級，工作記憶訓(xùn)練效果的遷移就會越多。

除了對大腦皮層激活程度的研究，研究者還對工作記憶訓(xùn)練和多巴胺系統(tǒng)之間的關(guān)系進(jìn)行了探索，因為多巴胺系統(tǒng)對工作記憶及神經(jīng)可塑性都具有重要的作用。McNab等在一項工作記憶訓(xùn)練對多巴胺受體濃度影響的實驗中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過5周的訓(xùn)練，每一個被試的工作記憶水平都有顯著提高，這種提高與多巴胺受體的減少顯著相關(guān)。[4]

三、工作記憶的訓(xùn)練方法

不同的工作記憶訓(xùn)練方法對工作記憶容量的改善及高級認(rèn)知能力的提高會產(chǎn)生不同的效果和作用。根據(jù)工作記憶系統(tǒng)的不同成分，可以將工作記憶訓(xùn)練方法分為策略訓(xùn)練和核心訓(xùn)練兩大類。策略訓(xùn)練主要是通過對特定領(lǐng)域策略的運用，幫助個體記住大量特定類型的信息，而核心訓(xùn)練則是對以一般領(lǐng)域為目標(biāo)設(shè)計的有工作記憶參與的任務(wù)進(jìn)行復(fù)述。

(一)策略訓(xùn)練模式

策略訓(xùn)練模式主要是提高個體完成需要復(fù)述延遲信息任務(wù)的能力。在策略訓(xùn)練研究中，實驗者向被試介紹策略訓(xùn)練的具體方法并提供練習(xí)環(huán)節(jié)，以此來提高被試對該策略的熟悉度和興趣，鼓勵被試使用該策略。

策略訓(xùn)練模式主要通過言語復(fù)述策略和精細(xì)編碼策略實現(xiàn)。對兒童工作記憶的研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)述策略的使用和回憶量呈正相關(guān)。[5]這可能是由于復(fù)述策略的使用減少了其他無效策略使用的干擾。除此之外，策略訓(xùn)練模式還可以通過精細(xì)編碼策略實現(xiàn)，包括分組記憶、設(shè)計故事及利用表象加工等，這些策略可以直接提高個體的記憶表現(xiàn)。Ericsson及其同事在一項研究中，要求跑步愛好者記住80個數(shù)字，在記憶之前用精細(xì)編碼策略訓(xùn)練被試，告知被試可以將這些數(shù)字與保存在長時記憶中的經(jīng)驗相結(jié)合。研究表明，通過訓(xùn)練，個體記住數(shù)字的量可以得到顯著提高。[6]

策略訓(xùn)練模型不僅可以用于健康的成人群體，同時可以用于注意缺陷多動癥、閱讀障礙、酒精譜系障礙等具有工作記憶缺陷的特殊群體。

(二)核心訓(xùn)練模式

核心訓(xùn)練的研究主要指對需要工作記憶參與任務(wù)的復(fù)述，這些任務(wù)是以一般領(lǐng)域的工作記憶機(jī)制為目標(biāo)設(shè)計的。核心訓(xùn)練主要是通過加強(qiáng)一般領(lǐng)域工作記憶加工來增加工作記憶容量的。如果這些過程得到加強(qiáng)，不僅有助于完成與訓(xùn)練相似的任務(wù)，同時可以提高其他認(rèn)知能力。工作記憶一般領(lǐng)域的成分與執(zhí)行控制、流體智力及閱讀理解力之間有很強(qiáng)的關(guān)系，因此核心訓(xùn)練可以預(yù)測這些能力的高低。Klingberg等的研究發(fā)現(xiàn)，核心訓(xùn)練可以提高個體的認(rèn)知控制力及健康成人的一般流體智力。[7]

核心訓(xùn)練模式一般采用“kitchen-sink”方法。“kitchen-sink”方法是將不同的刺激類型綜合起來影響工作記憶系統(tǒng)的多功能成分。這種方法的優(yōu)勢就是訓(xùn)練的多樣化可以保證記憶訓(xùn)練的效果，并且會產(chǎn)生效果的遷移，但是刺激的多樣性也使得我們很難搞清楚是哪些成分在起作用，或者是工作記憶的哪些機(jī)制在發(fā)揮影響。對注意缺陷綜合征的兒童進(jìn)行的實驗發(fā)現(xiàn)，采用這種整合性的記憶訓(xùn)練方法后，這些兒童的癥狀減輕，同時認(rèn)知控制和一般流體智力水平也得到提高。[2]

其他的核心訓(xùn)練方法也會產(chǎn)生效果的正向遷移。Jaeggi等采用一種適應(yīng)性的連續(xù)工作記憶任務(wù)訓(xùn)練方法，這種任務(wù)需要對聽覺言語序列和視覺空間序列同時追蹤，結(jié)果發(fā)現(xiàn)被試的一般流體智力水平得到了明顯的提高。[8]

對個體進(jìn)行記憶訓(xùn)練的目的是提高個體在日常生活中的各種認(rèn)知能力，而核心訓(xùn)練模式不僅可以提高個體的工作記憶容量，而且可以使這種效果得到遷移，提高其他認(rèn)知活動的水平。

(三)其他訓(xùn)練模式

除了上面介紹的兩類訓(xùn)練模式外，還有一種內(nèi)隱的工作記憶訓(xùn)練模式，這種模式最初是由Klingberg及其同事在對注意缺陷多動癥兒童的研究中發(fā)展而來的。[6]在訓(xùn)練中，要求個體對工作記憶任務(wù)進(jìn)行重復(fù)，并且在每次的試驗中，對任務(wù)完成的情況進(jìn)行反饋，并對完成較好的任務(wù)進(jìn)行獎勵。這種模式的有效訓(xùn)練時間是每天30—40分鐘，每周訓(xùn)練5天，連續(xù)訓(xùn)練5周。這種策略不同于其他策略：首先，沒有明確告知被試應(yīng)該采用何種方法去記憶；其次，這種策略主要通過電腦完成，而不是面對面的測試，從而可以根據(jù)被試調(diào)整其記憶負(fù)荷。

這種內(nèi)隱的工作記憶訓(xùn)練模式不僅可以提高一般的工作記憶容量，而且改變測試材料的類型或測試方法后，工作記憶訓(xùn)練也會產(chǎn)生明顯的效果，甚至6個月后，記憶訓(xùn)練的效果依然顯著。

四、不足與展望

工作記憶訓(xùn)練不僅可以提高工作記憶容量，而且可以提高其他高級認(rèn)知加工能力。對于那些因工作記憶容量有限而影響學(xué)習(xí)及日常生活的個體來說，工作記憶訓(xùn)練可以作為一種補(bǔ)救措施，提高他們的工作記憶力，改善認(rèn)知加工水平。但是目前的研究仍然存在一些不足和需要改進(jìn)的地方。

首先，現(xiàn)有工作記憶訓(xùn)練的相關(guān)研究大都是在實驗室進(jìn)行的，這與實驗室環(huán)境以外的應(yīng)用之間有一定的差異，因此在今后的研究中應(yīng)該探索與實際接近的訓(xùn)練方法，提高實驗的外部效度。

其次，工作記憶訓(xùn)練的研究大多采用單一指標(biāo)對訓(xùn)練結(jié)果進(jìn)行測量，但在解釋其結(jié)果的時候，又會擴(kuò)大這一指標(biāo)的解釋力。比如研究證明，工作記憶訓(xùn)練可以提高個體的閱讀理解能力，但實際研究中只是對單一的閱讀技巧進(jìn)行了測量。因此，為了減少這個問題的影響，在以后的研究中應(yīng)該使用多層次的評估指標(biāo)對訓(xùn)練效果進(jìn)行測量。

再次，目前工作記憶訓(xùn)練研究標(biāo)準(zhǔn)化程度較低。不同的研究采用不同的訓(xùn)練方法，不同的方法之間缺乏可比性，因此很難證明是否不同的訓(xùn)練方法對不同特定領(lǐng)域的認(rèn)知技能都可以產(chǎn)生效果。在今后的研究中應(yīng)該建立標(biāo)準(zhǔn)化的研究，增加不同訓(xùn)練策略和方法的可比性。

除此之外，工作記憶訓(xùn)練研究中還有一些問題有待解決：為使認(rèn)知能力得到一定程度的提高，需要多長時間及多大強(qiáng)度的工作記憶訓(xùn)練？如何長久地保持這種訓(xùn)練效果？這些問題的解決有助于工作記憶訓(xùn)練的應(yīng)用和推廣。

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