基于中央執(zhí)行功能的兒童工作記憶可塑性機(jī)制

趙鑫　周仁來(lái)

摘要：近期的研究發(fā)現(xiàn)兒童的工作記憶能力具有一定的可塑性。研究者采用雙盲對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，通過(guò)改編的工作記憶廣度、N-back、活動(dòng)記憶和GO-NOGO等任務(wù)對(duì)15歲以下的正常兒童和特殊兒童（多動(dòng)癥、智力低下等）的工作記憶能力進(jìn)行訓(xùn)練，訓(xùn)練的周期一般為15-30天不等，每天訓(xùn)練時(shí)長(zhǎng)約15-25分鐘。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，工作記憶訓(xùn)練不僅可以提高兒童的工作記憶能力，而且還可以遷移至其它高級(jí)認(rèn)知功能（流體智力、數(shù)學(xué)能力等），甚至可以改善多動(dòng)癥兒童的臨床癥狀。研究者還發(fā)現(xiàn)這種訓(xùn)練效應(yīng)可以保持3～6個(gè)月。通過(guò)工作記憶中央執(zhí)行功能的訓(xùn)練，是否可以促進(jìn)兒童認(rèn)知功能的發(fā)展？?jī)和J(rèn)知功能的可塑性表現(xiàn)為短暫的提高還是促進(jìn)認(rèn)知發(fā)展？中央執(zhí)行功能的訓(xùn)練如何影響兒童認(rèn)知加工過(guò)程的發(fā)展？這些問(wèn)題的回答對(duì)于近一步探索認(rèn)知活動(dòng)和認(rèn)知神經(jīng)的可塑性具有一定的理論意義?？梢詾楣ぷ饔洃浫毕輧和呐R床干預(yù)和治療提供有效的工具，具有實(shí)踐意義。

關(guān)鍵詞：工作記憶；中央執(zhí)行功能；可塑性；兒童；發(fā)展

分類(lèi)號(hào)：B845

人類(lèi)的認(rèn)知功能是否可以通過(guò)后天的訓(xùn)練得到提升？這個(gè)問(wèn)題正受到認(rèn)知心理學(xué)和認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究的關(guān)注（Jaeggi，Buschkuehl，Jonides，&Perrig，2008；Jaeggi，Buschkuehl，Shah，&Jonides，2013；Klingberg，F(xiàn)orssberg，&Westerbe瑪，2002；Melby-Lervag&Hulme，2013；McNab et al.，2009；Klingberg，2010；O1esen，Westerberg，&Klingberg，2003；shipstead，Redick，&Engle，2012；Westerberg eta1，，2007；Zhao，Wang，Liu，&Zhou，2011；Zhao，Zhou，&Fu，2013；趙鑫，周仁來(lái)，2010a；周仁來(lái)，趙鑫，2010）。研究者發(fā)現(xiàn)，通過(guò)認(rèn)知訓(xùn)練，多動(dòng)癥兒童的認(rèn)知能力得到提高。并且對(duì)緩解多動(dòng)癥的臨床癥狀具有一定的效用（Klingberg et al.，2002）；通過(guò)認(rèn)知訓(xùn)練，成年個(gè)體的流體智力得到提升（Jaeggi et al.，2008）；通過(guò)認(rèn)知訓(xùn)練，老年個(gè)體的認(rèn)知功能得到提高（Brehmer，Westerbe唱，&Backmarl，2009）；通過(guò)認(rèn)知訓(xùn)練，中風(fēng)者的認(rèn)知功能得到改善（Westerberg et al.，2007）；通過(guò)認(rèn)知訓(xùn)練，個(gè)體大腦的神經(jīng)活動(dòng)發(fā)生改變（McNab etal.，2009）。當(dāng)前，大多數(shù)認(rèn)知訓(xùn)練研究主要關(guān)注工作記憶的訓(xùn)練。近期，有多篇關(guān)于工作記憶訓(xùn)練的研究發(fā)表在《Science》（Dahlin，Neely，Larsson，Bfickman，&Nyberg，2008；McNab et al.，2009）、《Nature Areuroscience》（Olesen et al.，2003）和《Proceedtngs of the Nationat Academy of Sciencesof the United Stares of America》（Jaeggi et al.，2008；Jaeggi，Buschkuehl，Jonides，&Shah，2011）等國(guó)際重要期刊中。

1、工作記憶及其結(jié)構(gòu)

工作記憶（Working Memory，wM）是指?jìng)€(gè)體在執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)過(guò)程中對(duì)信息暫時(shí)保持與操作的能力（Baddeley，1992，2003）。工作記憶被認(rèn)為是人類(lèi)高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)的核心（趙鑫，周仁來(lái)，2010b）。研究發(fā)現(xiàn)，工作記憶在學(xué)習(xí)、推理等高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)中起重要的作用（Engle，2010），是流體智力的核心成分（conway，Kane，&Engle，2003）。作為人類(lèi)高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)的基礎(chǔ)和核心，工作記憶具有相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。語(yǔ)音回路、視，空間模板和中央執(zhí)行功能是工作記憶的3種成分，其中語(yǔ)音回路、視空間模板負(fù)責(zé)言語(yǔ)信息和空間信息的存儲(chǔ)，而中央執(zhí)行功能主要負(fù)責(zé)工作記憶中的信息控制，各子系統(tǒng)功能的協(xié)調(diào)和操縱注意管理系統(tǒng)（Baddeley，1992，2003）。近年來(lái)，研究者通過(guò)對(duì)臨床腦損傷病人的研究（Shallice&Burgess，1993），通過(guò)結(jié)構(gòu)方程模型（Miyake，F(xiàn)riedman，Emerson，Witzki，&Howerter，2000）和神經(jīng)成像（collette&van der，2002）等方法對(duì)工作記憶中央執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行了分離性的研究。研究者認(rèn)為中央執(zhí)行功能包括了以下3種主要的成分和功能：轉(zhuǎn)換（shifting process）、刷新（updating）和抑制（inhibition）（趙鑫，周仁來(lái)，2010a）。

2、兒童工作記憶訓(xùn)練研究

鑒于工作記憶在認(rèn)知中的核心作用，部分研究者已經(jīng)開(kāi)始關(guān)注認(rèn)知發(fā)展中的個(gè)體一兒童工作記憶的可塑性。兒童工作記憶訓(xùn)練的內(nèi)容、形式以及訓(xùn)練的效果成為研究主要探討的問(wèn)題。

2.1 訓(xùn)練內(nèi)容

針對(duì)兒童工作記憶的訓(xùn)練任務(wù)一般是由一些經(jīng)典的工作記憶測(cè)試任務(wù)所改編，由于訓(xùn)練對(duì)象是兒童，研究者在兼顧科學(xué)性的同時(shí)，還考慮到訓(xùn)練任務(wù)的趣味性。工作記憶廣度任務(wù)（Holmes，Gathercole，&Dunning，2009；Klingberg et al.，2005；Klingberg et al.，2002）、N-back任務(wù)（Jaeggi etal.，2011）、活動(dòng)記憶任務(wù)（zhao et al.，2011）和GO-NOGO任務(wù)（Thorell，Lindqvist，Nutley，Bohlin，&Klingberg，2009）在兒童工作記憶訓(xùn)練中經(jīng)常使用。

2.1.1 工作記憶廣度任務(wù)

工作記憶廣度任務(wù)是測(cè)量個(gè)體工作記憶最為常用的任務(wù)之一，該任務(wù)即包括存儲(chǔ)成分又包括加工成分（Conway et al.，2003；Unsworth，Redick，Heitz，Broadway，&Engle，2009）。Klingberg等人的研究（Klingberg et al.，2002，2005）采用這種任務(wù)對(duì)多動(dòng)癥兒童的工作記憶能力進(jìn)行訓(xùn)練。研究中的訓(xùn)練任務(wù)采用了視，空工作記憶廣度任務(wù)（Avisuo-spatial WM task），在這項(xiàng)任務(wù)中，一個(gè)圓圈依次出現(xiàn)在一個(gè)4x4方格中的任意小方格中，等到圓圈呈現(xiàn)完畢，要求兒童按照順序依次回憶出圓圈所出現(xiàn)過(guò)的位置。圓圈出現(xiàn)的個(gè)數(shù)隨著兒童在訓(xùn)練任務(wù)上的表現(xiàn)而發(fā)生變化，其中，每種難度有3個(gè)試次，如果兒童在某種難度水平中通過(guò)兩次及兩次以上就會(huì)進(jìn)入下一個(gè)難度水平（Klingberg et al.，2002）。

2.1.2 N-back任務(wù)

N-back任務(wù)同樣是測(cè)量個(gè)體工作記憶的經(jīng)典任務(wù)（趙鑫，周仁來(lái)，2011）。Jaeggi等人在研究中使用了這一任務(wù)對(duì)兒童的工作記憶能力進(jìn)行訓(xùn)練（Jaeggi et al.，2011）。任務(wù)要求兒童完成空間N-back任務(wù)的訓(xùn)練：兒童會(huì)看到一只青蛙出現(xiàn)在池塘的荷葉上，任務(wù)是需要判斷當(dāng)前這個(gè)青蛙出現(xiàn)的位置是否與之前第N個(gè)青蛙所出現(xiàn)的位置相同，如在2-back任務(wù)下，要求兒童判斷當(dāng)前這個(gè)青蛙是否與之前第二個(gè)青蛙所在的荷葉位置相同。其中，每個(gè)試次的時(shí)間為3 s（青蛙出現(xiàn)的時(shí)間為500 ms，間隔時(shí)間為2，500 ms）。任務(wù)同樣會(huì)根據(jù)被試的表現(xiàn)不斷調(diào)整難度（N的提高），每個(gè)難度有10個(gè)試次，如果每個(gè)難度水平犯錯(cuò)3次或者3次以下，難度會(huì)提高一個(gè)水平，如果犯錯(cuò)4次或者4次以上，難度就會(huì)降低一個(gè)水平。

2.1.3 活動(dòng)記憶任務(wù)

活動(dòng)記憶任務(wù)是測(cè)量工作記憶刷新功能的任務(wù)（zhao et al.，2011）。Zhao等人（2011）采用了這一任務(wù)對(duì)兒童工作記憶的刷新功能進(jìn)行了訓(xùn)練。在該訓(xùn)練任務(wù)中，電腦屏幕正中央會(huì)出現(xiàn)一個(gè)九宮格，卡通人物頭像（馬里奧）以1750 ms/個(gè)的速度依次出現(xiàn)在9個(gè)方格中的任意一個(gè)位置中，且每次出現(xiàn)的個(gè)數(shù)不相同。要求兒童依次記住最后出現(xiàn)的3個(gè)方格，即一直保持記住所出現(xiàn)的最近的3個(gè)方格。最后，屏幕中央會(huì)出現(xiàn)3個(gè)九宮格，被試按照順序依次點(diǎn)擊卡通人物頭像出現(xiàn)的最后3個(gè)方格。被試完成一題后按確定鍵開(kāi)始下一組。每個(gè)任務(wù)答對(duì)一題計(jì)1分，滿(mǎn)分20分。回答正確，屏幕下方會(huì)出現(xiàn)一個(gè)卡通笑臉圖標(biāo)，答題錯(cuò)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)卡通炸彈圖標(biāo)。

2.1.4 Go-NoGo任務(wù)

Go-NoGo任務(wù)被用來(lái)測(cè)量工作記憶的抑制功能（Thorell et al.，2009；趙鑫，周仁來(lái)，2011）。Thorell等人（2009）采用了Go-NoGo任務(wù)對(duì)兒童的抑制功能進(jìn)行了訓(xùn)練。Thorell等人將該任務(wù)改編為水果Go-NoGo任務(wù)，在訓(xùn)練任務(wù)中，要求兒童在水果的出現(xiàn)時(shí)候按鍵，而在出現(xiàn)魚(yú)的時(shí)候不按鍵。該訓(xùn)練任務(wù)也是依據(jù)兒童在任務(wù)中的表現(xiàn)調(diào)整難度水平，一般是通過(guò)調(diào)整刺激（水果和魚(yú)1的呈現(xiàn)時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)任務(wù)難度的變化。

2.2 訓(xùn)練形式

2.2.1 基本研究設(shè)計(jì)

兒童工作記憶訓(xùn)練的基本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)一般都采用雙盲對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。研究者通過(guò)設(shè)立對(duì)照組克服訓(xùn)練過(guò)程中的安慰劑效應(yīng)和其它無(wú)關(guān)因素對(duì)訓(xùn)練效果的影響。而對(duì)照組所進(jìn)行的任務(wù)也是多樣的，Bergman等人（2011）研究中，設(shè)計(jì)了4組被試：安慰劑組（PL training）、工作記憶訓(xùn)練組（WMtraining）、非言語(yǔ)推理訓(xùn)練組（NVR training）和工作記憶與非言語(yǔ)推理混合訓(xùn)練組（cB training）；Klingberg等人（2002）的研究中對(duì)照組被試要求完成訓(xùn)練任務(wù)的基線任務(wù)，訓(xùn)練前后，實(shí)驗(yàn)組和控制組的所有被試均接受相同的測(cè)試；在Zhao等人（2011）的訓(xùn)練過(guò)程中，對(duì)照組被試每天在相同地點(diǎn)完成與訓(xùn)練任務(wù)無(wú)關(guān)的電腦游戲；而Thorell等人（2009）的訓(xùn)練將對(duì)照組分為兩組，一組完成普通的電腦游戲，另一組僅為空白對(duì)照，即只接受單一的前后測(cè)試。

2.2.2 訓(xùn)練對(duì)象

在兒童工作記憶訓(xùn)練中研究者選取的對(duì)象大多為15歲以下的兒童。如Holmes等人f20091的研究中選取的研究對(duì)象為8-1l歲的兒童，其中，訓(xùn)練組平均年齡為10年1個(gè)月，對(duì)照組平均年齡為8年9個(gè)月；Zhao等人（2011）研究中所選取的被試為9～11歲的兒童，平均年齡9.76歲；Klingberg等人（2002）等人的研究中選取的對(duì)象為7-15歲的多動(dòng)癥兒童14名；Thorell等人（2009）等人的訓(xùn)練對(duì)象為4-5歲的學(xué)前兒童，平均年齡為56個(gè)月。

訓(xùn)練的對(duì)象既涉及正常兒童（Bergman et al.，2011；Zhao et al.，2011），如Jaeggi等人（2011）的研究對(duì)象來(lái)自密歇根東南部的初中生，研究排除了注意力缺陷和其他存在發(fā)展和學(xué)習(xí)障礙兒童，又涉及特殊兒童，如多動(dòng)癥兒童（Klingberg et al.，2002，2005），工作記憶能力低下兒童（Holmes etal.，2009）和智力缺陷兒童（sodergvist，Nutley，Ottersen，Grill，&Klingberg，2012），在S6derqvist等人（2012）的研究中，所選取的訓(xùn)練組兒童的智商均在70分以下，并有部分兒童伴有注意力缺陷障礙（ADHD）、唐氏綜合征（Downs syndrome）、癲癇（epilepsy）、未指定的染色體變異（unspecifiedchromosomal deviation）、語(yǔ)言障礙（languagedisorder）等問(wèn)題。

2.2.3 訓(xùn)練時(shí)間

兒童工作記憶訓(xùn)練的周期一般在15天至30天之間。如Thorell等人（2009）等人的訓(xùn)練時(shí)間為15天，每天15分鐘，共訓(xùn)練5周；Bergman等人（2011）研究中訓(xùn)練的時(shí)間為25天，每天15分鐘；Klingberg等人（2002）的研究中，兒童訓(xùn)練每天最少20分鐘，一周訓(xùn)練4-6天，至少5周；Holmes等人（2009）的訓(xùn)練時(shí)間為20天，每天訓(xùn)練的時(shí)間為35分鐘，訓(xùn)練5～7周；Jaeggi等人的研究訓(xùn)練周期為一個(gè)月，每周5次，每次15分鐘。

2.2.4 訓(xùn)練環(huán)境

在兒童工作記憶訓(xùn)練中，大多數(shù)研究者選取的訓(xùn)練地點(diǎn)為學(xué)校（Holmes et al.，2009；Thorell etal.，2009；Zhao et al.，2011），如Zhao等人（2011）在訓(xùn)練過(guò)程中，訓(xùn)練組在學(xué)校內(nèi)計(jì)算機(jī)機(jī)房進(jìn)行工作記憶刷新任務(wù)的訓(xùn)練。其中，參加前測(cè)和后測(cè)的主試不參與訓(xùn)練過(guò)程，所有被試前測(cè)和后測(cè)均在學(xué)校同一間教室進(jìn)行，測(cè)試過(guò)程中避免學(xué)校廣播、周邊施工等無(wú)關(guān)因素干擾學(xué)生注意力。同樣，在Thorell等人（2009）和Holmes等人（2009）的研究中兒童是在學(xué)校機(jī)房完成工作記憶任務(wù)的訓(xùn)練。但是，也有部分訓(xùn)練研究是在兒童家中完成，如在Bergman等人（2011）的研究中，兒童工作記憶的訓(xùn)練是在父母監(jiān)督下在自己的家中完成；S6derqvist等人（2012）的研究中，有80%的兒童工作記憶訓(xùn)練是在家長(zhǎng)監(jiān)控下在家中進(jìn)行，其余兒童是在老師的監(jiān)控下在學(xué)校進(jìn)行。

2.3 訓(xùn)練效果

2.3.1 訓(xùn)練任務(wù)自身提高

研究者發(fā)現(xiàn)，通過(guò)訓(xùn)練兒童的工作記憶能力，兒童在工作記憶訓(xùn)練任務(wù)上的成績(jī)都會(huì)得到提升，這一結(jié)論已得到研究者的共識(shí)（Bergman et al.，2011；Holmes et al.，2009；Jaeggi et al.，2011；Klingberg et al.，2002，2005；S6derqvist et al.，2012；Thorell et al.，2009；Zhao et al.，2011）。如Klingberg等人（2002）的研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)認(rèn)知訓(xùn)練，兒童在幾種工作記憶任務(wù)上的成績(jī)都得到顯著的提高；Zhao等人（2011）的研究也發(fā)現(xiàn)，訓(xùn)練時(shí)間對(duì)活動(dòng)記憶任務(wù)成績(jī)有顯著影響，隨著訓(xùn)練天數(shù)的增加，被試在訓(xùn)練任務(wù)上的成績(jī)顯著提高。

2.3.2 訓(xùn)練的遷移效應(yīng)

研究者發(fā)現(xiàn)，通過(guò)訓(xùn)練兒童的工作記憶，不僅使得訓(xùn)練的工作記憶任務(wù)成績(jī)提高，這種工作記憶訓(xùn)練的效應(yīng)還可以遷移至其它認(rèn)知任務(wù)中。Jaeggi等人（2011）的研究發(fā)現(xiàn)，工作記憶的訓(xùn)練可以提高兒童的流體智力。而流體智力的提升與兒童在工作記憶能力上的提升相關(guān)；Zhao等人（2011）的研究也同樣發(fā)現(xiàn)，通過(guò)工作記憶刷新能力的訓(xùn)練，兒童的流體智力得到顯著提高，研究表明，通過(guò)工作記憶訓(xùn)練使得流體智力水平提高與工作記憶中央執(zhí)行功能的改善有關(guān)；Holmes等人（2009）通過(guò)訓(xùn)練工作記憶能力低的兒童的工作記憶發(fā)現(xiàn)，工作記憶的訓(xùn)練可以提高這類(lèi)兒童的數(shù)學(xué)能力：Klingberg等人（2002，2005）的研究還發(fā)現(xiàn)，工作記憶訓(xùn)練不僅可以提高了多動(dòng)癥兒童的工作記憶和流體智力，而且還改善多動(dòng)癥兒童的一些臨床癥狀。

但是，并不是所有的研究都觀察到了工作記憶訓(xùn)練效果的遷移效應(yīng)。Bergman等人的研究中發(fā)現(xiàn)，與安慰劑組比較，單純非言語(yǔ)推理任務(wù)訓(xùn)練對(duì)兒童流體智力的提高效果最好，非言語(yǔ)推理任務(wù)和工作記憶的混合訓(xùn)練的效果次之，而單純工作記憶訓(xùn)練并未遷移到非言語(yǔ)推理的測(cè)試成績(jī)中，這意味著工作記憶訓(xùn)練對(duì)兒童流體智力促進(jìn)效果不大（Bergman et al.，2011）；Thorell等人（2009）的研究也未發(fā)現(xiàn)抑制能力訓(xùn)練組在工作記憶任務(wù)中的遷移效應(yīng)。這種不一致的結(jié)果，很有可能與訓(xùn)練的對(duì)象（正常兒童、特殊兒童）以及訓(xùn)練的任務(wù)不一致有關(guān)。

2.3.3 訓(xùn)練效果的保持

通過(guò)認(rèn)知訓(xùn)練使得兒童的工作記憶能力提高，甚至遷移至其他高級(jí)認(rèn)知功，這是由于訓(xùn)練效應(yīng)而發(fā)生的短暫提高還是會(huì)促進(jìn)兒童的認(rèn)知功能長(zhǎng)期的發(fā)展？部分研究者通過(guò)訓(xùn)練后的追蹤測(cè)試探討了這一問(wèn)題。Jaeggi等人（2011）的研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)訓(xùn)練，兒童的工作記憶能力和流體智力都得到了提升，而這種效應(yīng)可以持續(xù)3個(gè)月；Holmes等人（2009）研究也發(fā)現(xiàn)，通過(guò)訓(xùn)練工作記憶能力低兒童的工作記憶，可以提高工作記憶能力，而這種效應(yīng)持續(xù)至6個(gè)月。但是，Sederqvist等人（2012）的研究卻發(fā)現(xiàn)，智力缺陷兒童的工作記憶訓(xùn)練效果在1年后就不存在了。研究者已證明了工作記憶訓(xùn)練效果的保持，但就目前的幾項(xiàng)研究來(lái)看，這種保持效應(yīng)最多持續(xù)至6個(gè)月，但是由于這種追蹤研究較少，結(jié)果的可靠性還有待更多的研究去驗(yàn)證。

3、研究展望：基于中央執(zhí)行功能的兒童工作記憶可塑性研究

如前所述，由于工作記憶能力包括了存儲(chǔ)成分和中央執(zhí)行能力，工作記憶的訓(xùn)練使得兒童工作記憶能力以及認(rèn)知功能得到提升，是因?yàn)閿U(kuò)大了存儲(chǔ)容量還是因?yàn)楦纳屏酥醒雸?zhí)行功能并沒(méi)有被很好的區(qū)分開(kāi)來(lái)，所獲結(jié)論對(duì)于理解工作記憶訓(xùn)練的實(shí)質(zhì)存在著混淆。Zhao等人的一項(xiàng)關(guān)于工作記憶刷新訓(xùn)練的研究在此方面取得了進(jìn)展（zhao et al.，2011），研究首次采用活動(dòng)記憶任務(wù)，通過(guò)雙盲對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)9-11歲兒童的工作記憶刷新能力進(jìn)行訓(xùn)練。研究結(jié)果表明，通過(guò)工作記憶訓(xùn)練使得認(rèn)知功能的提高與工作記憶中央執(zhí)行功能的改善有關(guān)。因此，對(duì)兒童工作記憶中央執(zhí)行功能進(jìn)行訓(xùn)練將是日后該領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題。為了進(jìn)一步擴(kuò)展此項(xiàng)研究結(jié)果，我們擬探討9-11歲兒童工作記憶中央執(zhí)行功能是否具有可塑性？認(rèn)知訓(xùn)練促進(jìn)認(rèn)知發(fā)展是暫時(shí)的還是長(zhǎng)久的？并結(jié)合腦電技術(shù)，探討認(rèn)知訓(xùn)練是如何促進(jìn)兒童認(rèn)知功能發(fā)展，如何改變認(rèn)知加工過(guò)程？這對(duì)于探索兒童認(rèn)知活動(dòng)和認(rèn)知神經(jīng)的可塑性具有一定的理論意義。在臨床領(lǐng)域，可以為工作記憶缺陷兒童的臨床干預(yù)和治療提供有效的工具，具有重要的實(shí)踐意義。

3.1 兒童工作記憶中央執(zhí)行功能訓(xùn)練：是否可以促進(jìn)兒童認(rèn)知功能的發(fā)展？

采用雙盲對(duì)照設(shè)計(jì)，分別探討不同的中央執(zhí)行功能（刷新、轉(zhuǎn)化、抑制）訓(xùn)練對(duì)9-11歲兒童認(rèn)知功能發(fā)展的影響。其中，以3種標(biāo)準(zhǔn)化的中央執(zhí)行功能測(cè)試、N-back任務(wù)、韋氏智力量表中工作記憶測(cè)試任務(wù)、瑞文推理測(cè)驗(yàn)為前，后測(cè)任務(wù)。通過(guò)由標(biāo)準(zhǔn)化中央執(zhí)行功能測(cè)試任務(wù)改編的趣味任務(wù)為訓(xùn)練程序，考查：1）兒童中央執(zhí)行功能是否可以通過(guò)訓(xùn)練得到提高？哪種執(zhí)行功能訓(xùn)練效果最好？2）不同中央執(zhí)行功能的訓(xùn)練，是否可以遷移至其它中央執(zhí)行功能？哪種執(zhí)行功能訓(xùn)練遷移效果最好？（如通過(guò)訓(xùn)練，兒童的抑制功能得到發(fā)展，這種獲益是否可以遷移至轉(zhuǎn)化功能？）31不同中央執(zhí)行功能的訓(xùn)練，是否可以遷移至兒童的工作記憶能力和流體智力？哪種執(zhí)行功能訓(xùn)練遷移效果最好？

3.2 兒童工作記憶中央執(zhí)行功能訓(xùn)練：短期的改善還是長(zhǎng)期的促進(jìn)發(fā)展？

通過(guò)認(rèn)知訓(xùn)練使得9-11歲兒童的認(rèn)知功能得到提高，是由于認(rèn)知訓(xùn)練造成的短暫效應(yīng)還是可以促進(jìn)兒童認(rèn)知的發(fā)展？雖然之前已有兩項(xiàng)追蹤研究（Holmes et al.，2009；Jaeggi et al.，2011）證明了兒童工作記憶訓(xùn)練效果的長(zhǎng)期效應(yīng)，但是，這兩項(xiàng)研究并未關(guān)注對(duì)照組兒童的認(rèn)知功能是否在6個(gè)月或者1年后得到發(fā)展，這混淆了兒童的認(rèn)知發(fā)展和認(rèn)知訓(xùn)練的效果，所以應(yīng)在回答了第一個(gè)研究問(wèn)題之后，考察訓(xùn)練結(jié)束6個(gè)月以及1年之后對(duì)照組兒童和訓(xùn)練組兒童的認(rèn)知能力，進(jìn)一步澄清和解釋這個(gè)問(wèn)題。

3.3 兒童工作記憶中央執(zhí)行功能訓(xùn)練：如何影響認(rèn)知加工過(guò)程的發(fā)展？

雖然研究者已經(jīng)提出要關(guān)注兒童認(rèn)知訓(xùn)練的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制，解決“為什么會(huì)提高（why）”的問(wèn)題，但是還未有研究報(bào)告對(duì)兒童認(rèn)知功能可塑性神經(jīng)機(jī)制的探討。之前有研究者采用腦成像研究技術(shù)，探討了成人工作記憶可塑性的神經(jīng)機(jī)制。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過(guò)工作記憶的訓(xùn)練，與工作記憶相關(guān)的腦區(qū)，如額中回和額下回（middle and inferiorfrontal gyrus）的激活顯著增強(qiáng)（Olesen et al.，2003）。McNab等人（2009）的研究還表明，工作記憶能力的可塑性與大腦皮層多巴胺D1受體密度的改變有關(guān)。雖然之前的研究證明了工作記憶的訓(xùn)練可以改變相關(guān)腦區(qū)的激活。但是，大腦的功能與結(jié)構(gòu)并不是一種簡(jiǎn)單的對(duì)應(yīng)關(guān)系，工作記憶所涉及的腦區(qū)復(fù)雜，工作記憶任務(wù)的完成需要不同腦區(qū)所組成的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)活動(dòng)共同完成（collette&Vander Linden，2002）。對(duì)于工作記憶訓(xùn)練的神經(jīng)機(jī)制，很難依靠空間激活模式的不同加以區(qū)分，更重要的是，工作記憶的可塑性究竟是發(fā)生在哪個(gè)階段？是在感知覺(jué)階段、注意階段、還是只體現(xiàn)在工作記憶的表征階段？借助功能性磁共振成像技術(shù)（fMRI）和正電子發(fā)射斷層掃描腦成像技術(shù)（PET）等腦成像技術(shù)很難解釋這個(gè)問(wèn)題。而事件相關(guān)電位（ERPs）技術(shù)具有較高的時(shí)間分辨率，可以根據(jù)時(shí)間激活模式的不同辨別各個(gè)階段所發(fā)生的變化。Zhao等人近期完成的一研究（zhao et al.，2013）以健康成年人為被試，采用自適應(yīng)活動(dòng)記憶訓(xùn)練任務(wù)，通過(guò)雙盲對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，結(jié)合ERPs技術(shù)，探討了工作記憶刷新功能訓(xùn)練對(duì)大腦活動(dòng)的影響。研究結(jié)果顯示，通過(guò)20天的工作記憶刷新任務(wù)訓(xùn)練，與對(duì)照組相比，訓(xùn)練組在工作記憶2-back任務(wù)上的反應(yīng)時(shí)顯著降低。研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照組相比，在完成工作記憶2-back任務(wù)時(shí)，訓(xùn)練組被試頂部的N160波峰顯著升高，額區(qū)的P200波峰顯著降低，并且頂部的P300波幅顯著的升高。結(jié)果表明，工作記憶訓(xùn)練對(duì)大腦活動(dòng)的影響，很有可能在感知覺(jué)階段就發(fā)生了。具體表現(xiàn)為，通過(guò)工作記憶訓(xùn)練，個(gè)體首先在視覺(jué)信息鑒別階段，對(duì)刺激的識(shí)別能力增強(qiáng)，接著對(duì)無(wú)關(guān)信息的抑制能力和對(duì)當(dāng)前目標(biāo)刺激集中注意能力增強(qiáng)，進(jìn)而工作記憶中表征的更新能力得到提升。因此，在今后的研究中可結(jié)合ERPs技術(shù)，探討9-11歲兒童工作記憶中央執(zhí)行功能可塑性的神經(jīng)機(jī)制，回答：1）中央執(zhí)行功能訓(xùn)練如何影響認(rèn)知加工過(guò)程的發(fā)展；2）不同中央執(zhí)行功能（抑制、刷新和轉(zhuǎn)化）訓(xùn)練對(duì)兒童認(rèn)知加工進(jìn)程影響是否存在特異性？這些問(wèn)題的解決將對(duì)回答兒童認(rèn)知工功能“為什么會(huì)提高（why）”具有一定的幫助作用。