兒童認(rèn)知和情緒執(zhí)行功能的發(fā)展

歐陽蕓蕓+沈丹萍

〔摘要〕執(zhí)行功能可以分為兩種類型：認(rèn)知執(zhí)行功能和情緒/動機執(zhí)行功能，這兩種類型的執(zhí)行功能依賴于相對不同的前額葉區(qū)域。國內(nèi)外關(guān)于兒童執(zhí)行功能的發(fā)展研究具有跨文化一致性。未來的研究應(yīng)該結(jié)合認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)以明確兒童執(zhí)行功能發(fā)展的腦神經(jīng)機制，并采用縱向研究以驗證執(zhí)行功能的發(fā)展趨勢。

〔關(guān)鍵詞〕兒童;認(rèn)知;情緒;執(zhí)行功能

〔中圖分類號〕G44 ? ? ? ? 〔文獻標(biāo)識碼〕A ? ? ? ? ?〔文章編號〕1671-2684（2015）03-0010-03

有關(guān)執(zhí)行功能（Executive Function，EF）的早期研究多從神經(jīng)生理學(xué)角度出發(fā)，將執(zhí)行功能等同于前額葉功能。但是隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)執(zhí)行功能不僅依賴于前額葉皮層，還依賴于邊緣系統(tǒng)區(qū)域。最重要的是，前額葉皮層不僅參與執(zhí)行操作（如排序、轉(zhuǎn)換、抑制），而且在調(diào)節(jié)認(rèn)知和情緒中扮演著重要角色。因此，執(zhí)行功能可以分成兩個主要組成部分：（1）與復(fù)雜認(rèn)知有關(guān)（如計劃、問題解決）;（2）與調(diào)節(jié)和控制情緒行為有關(guān)。Zalazo和Müller[1]將執(zhí)行功能區(qū)分為“冷”認(rèn)知方面和“熱”情緒方面?！袄洹眻?zhí)行功能相對抽象、脫離情景，考察執(zhí)行功能的認(rèn)知特征，并且與背外側(cè)前額葉皮層相關(guān)聯(lián)?！盁帷眻?zhí)行功能涉及情感和動機，需要進行基于價值的情感決策，以及對刺激的情感意義作出靈活評價，并且與眶額葉皮層相關(guān)聯(lián)。這種冷/熱區(qū)分已經(jīng)應(yīng)用于兒童執(zhí)行功能的發(fā)展研究中。

一、執(zhí)行功能的兩種類型

19世紀(jì)，Harlow[2]對菲尼亞斯·蓋奇案例中前額葉病變的系統(tǒng)報告，就已經(jīng)指出執(zhí)行功能包括兩個不同的主要組成部分。菲尼亞斯·蓋奇出現(xiàn)了調(diào)節(jié)認(rèn)知和情緒/動機上的障礙，但是智力和記憶沒有受到損傷，其額葉損傷涉及眶和腹內(nèi)側(cè)區(qū)域，不涉及背外側(cè)前額葉區(qū)域。也就是說，情緒/動機障礙與眶額葉皮層損傷有關(guān)，而背外側(cè)前額葉皮層沒有受到損傷，所以他的認(rèn)知也沒有受到損害。

因此，執(zhí)行功能可以分為認(rèn)知執(zhí)行功能和情緒/動機執(zhí)行功能，分別依賴于不同的前額葉區(qū)域。

認(rèn)知執(zhí)行功能與背外側(cè)前額葉皮層相關(guān)聯(lián)，包括問題解決、抽象、計劃、組織、策略制定和實施以及工作記憶等能力。諸多研究使用功能性磁共振成像，在解決河內(nèi)塔、威斯康辛卡片分類測試、工作記憶任務(wù)、詞匯聯(lián)想測驗等任務(wù)中發(fā)現(xiàn)了背外側(cè)前額葉區(qū)域的激活。而背外側(cè)前額葉損傷會引發(fā)一些認(rèn)知功能障礙，如空間定位、對事件順序的記憶、認(rèn)知控制等方面的缺陷。

情緒/動機執(zhí)行功能與腹內(nèi)側(cè)額葉皮層和眶額葉皮層相關(guān)聯(lián)，其負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)認(rèn)知和情緒，或者負(fù)責(zé)在社會可接受下滿足基本沖動的能力。眶額葉損傷與失控、不恰當(dāng)?shù)男袨?、性格改變、煩躁不安、注意力渙散以及無視重要事件等相關(guān)[3]。然而，Laiacona和同事[4]發(fā)現(xiàn)眶額葉損傷的病人可以成功完成卡片分類任務(wù)，腹內(nèi)側(cè)額葉損傷會導(dǎo)致冷漠或意志缺乏。Ross和Stewart[5]發(fā)現(xiàn)腹內(nèi)側(cè)額葉的急性雙側(cè)病變會引起無動性緘默癥，即病人是清醒的，具有自我意識，但不能引發(fā)行為。

二、國內(nèi)外關(guān)于兒童執(zhí)行功能發(fā)展的研究

兒童時期執(zhí)行功能迅速發(fā)展，這種發(fā)展顯然與前額葉的發(fā)育成熟有關(guān)。有研究者提出，大腦成熟和相關(guān)認(rèn)知能力不是以穩(wěn)定持續(xù)的方式增長，但是肯定有一個時期發(fā)展是非常顯著的。

（一）國外有關(guān)兒童執(zhí)行功能發(fā)展的研究

Jurado和Rosselli[6]指出兒童1歲時出現(xiàn)的第一個執(zhí)行功能是抑制先前學(xué)習(xí)的行為，導(dǎo)致注意控制能力的提高，但是其最大發(fā)展期大概在6到10歲。其他的執(zhí)行能力，如計劃和定勢轉(zhuǎn)換，發(fā)展相對較晚，大概在3歲，顯著發(fā)展是在7歲之后。言語流暢是最后出現(xiàn)的，顯著發(fā)展期大概在8歲和12歲，14至15歲時已經(jīng)達到成人水平，但是音位流暢還沒有達到成人水平。

Romine和Reynolds[7]使用元分析建構(gòu)執(zhí)行功能的發(fā)展模型，發(fā)現(xiàn)執(zhí)行功能的發(fā)展始于兒童早期，然后以降低的速率發(fā)展到青春期和成年早期。總體趨勢上，執(zhí)行功能在5至8歲、8至11歲之間顯著發(fā)展，在11至14歲之間較快發(fā)展，在14至17歲之間沒有顯著變化，在17歲到成年之間某些執(zhí)行功能成分沒有顯著變化，但是有些成分顯著增長。另外，5至8歲期間是計劃、言語流暢、設(shè)計流暢、抑制控制的最大發(fā)展期。而且計劃和言語流暢一直發(fā)展到青春期，甚至在17歲至成年早期期間也有所增長。抑制控制在11歲至14歲之間有所增長，但是之后沒有出現(xiàn)年齡效應(yīng)。

Kerr和Zelazo[8]使用愛荷華賭博任務(wù)探究3歲和4歲兒童情感決策能力（情緒/動機執(zhí)行功能）的發(fā)展特征，發(fā)現(xiàn)兒童的情感決策能力在學(xué)前期發(fā)展迅速，這可能是因為眶額葉皮層的發(fā)展。Hongwanishkul等人[9]使用自定順序指示、維度變化卡片分類任務(wù)、兒童賭博任務(wù)、延遲滿足任務(wù)等測查3至5歲兒童冷/熱執(zhí)行功能的發(fā)展特點。研究表明，兒童的冷/熱執(zhí)行功能在3至5歲時期都得到顯著發(fā)展。然而，冷/熱執(zhí)行功能與智力的關(guān)系不同，“冷”執(zhí)行功能與一般智力有關(guān)，而“熱”執(zhí)行功能與一般智力無關(guān)，因為其情感本質(zhì)，可能更與情緒和社會智力有關(guān)。

Prencipe等人[10]的研究以102名8至15歲兒童為被試，運用愛荷華賭博任務(wù)、顏色詞Stroop任務(wù)、延遲滿足任務(wù)和數(shù)字廣度任務(wù)探究從兒童中期到青春期執(zhí)行功能的發(fā)展特征。研究發(fā)現(xiàn)，兒童的冷/熱執(zhí)行功能都隨著年齡增長而增長，但是“冷”執(zhí)行功能的增長更早，而“熱”執(zhí)行功能的增長更晚。

（二）國內(nèi)有關(guān)兒童執(zhí)行功能發(fā)展的研究

李紅、高山和白俊杰[11]通過兒童賭博任務(wù)考察了3至4歲兒童（男女各半）“熱”執(zhí)行功能的發(fā)展特點。研究表明，兒童的“熱”執(zhí)行功能在3至4歲期間迅速發(fā)展，與“冷”執(zhí)行功能的發(fā)展同步。但是，張文靜和徐芬[12]的研究發(fā)現(xiàn)，“熱”執(zhí)行功能和“冷”執(zhí)行功能的發(fā)展趨勢有所不同。這兩位研究者運用維度變化卡片分類任務(wù)、日夜Stroop任務(wù)、禮物延遲任務(wù)等探究3至5歲兒童執(zhí)行功能的發(fā)展特點。研究發(fā)現(xiàn)，3至4歲是兒童執(zhí)行功能發(fā)展的重要時期，4歲是學(xué)前期兒童執(zhí)行功能發(fā)展的一個轉(zhuǎn)折點，但是“熱”執(zhí)行功能在3至4歲期間顯著發(fā)展，而“冷”執(zhí)行功能的顯著發(fā)展期在3至5歲。5歲兒童“冷”執(zhí)行功能的水平高于4歲兒童，而“熱”執(zhí)行功能沒有顯著差異，因此，5歲兒童“冷”執(zhí)行功能優(yōu)于“熱”執(zhí)行功能。研究者認(rèn)為這種差異的產(chǎn)生與其內(nèi)在機制有關(guān)，因為“熱”執(zhí)行功能需要投入強烈的情緒和動機因素。“冷”“熱”執(zhí)行功能發(fā)展過程中的不一致性還可能與其腦機制不同有關(guān)，“冷”執(zhí)行功能涉及眶前額葉，“熱”執(zhí)行功能涉及背外側(cè)前額葉區(qū)域，而兒童時期前額葉發(fā)育上的進程不同。

李媛媛[13]采用“看到—聽到”任務(wù)、靈活選擇任務(wù)、“小狗—小猴”任務(wù)、反向擇物任務(wù)考察4至7歲兒童執(zhí)行功能的發(fā)展。研究表明，4至7歲兒童“冷”和“熱”執(zhí)行功能的整體發(fā)展趨勢是隨著年齡的增長而增長?！袄洹眻?zhí)行功能在4至5歲、6至7歲時迅速發(fā)展，5至6歲時發(fā)展緩慢;“熱”執(zhí)行功能在4至5歲時發(fā)展較慢，在5至7歲時發(fā)展稍快。這表明5歲是兒童冷/熱執(zhí)行功能發(fā)展的關(guān)鍵期。劉煥青[14]采取抑制控制、工作記憶認(rèn)知與靈活性實驗探討4至7歲兒童執(zhí)行功能各成分的發(fā)展趨勢。結(jié)果同樣表明，4至7歲兒童執(zhí)行功能以及各成分的整體發(fā)展趨勢是隨年齡增長而增長，4至5歲是兒童抑制控制、工作記憶和認(rèn)知靈活性的重要發(fā)展時期。

文萍和李紅[15]使用數(shù)字Stroop、數(shù)字轉(zhuǎn)換、威斯康辛卡片分類等9種任務(wù)探討6至11歲兒童抑制、轉(zhuǎn)換、刷新三種執(zhí)行功能的發(fā)展特點。研究發(fā)現(xiàn)，三種執(zhí)行功能都隨年齡增長而增長，大約10歲后趨于平緩;不同的執(zhí)行功能表現(xiàn)出不同的發(fā)展趨勢，抑制控制的快速增長期大約在6至7歲，記憶刷新從7歲到10歲一直呈線性增長，而轉(zhuǎn)換有兩個快速增長期，大約在7至8歲和9至10歲。何華等人[16]以局部—整體圖形轉(zhuǎn)換、色點位置刷新、反向線索等任務(wù)探究小學(xué)五年級學(xué)生（年齡為10至12歲）的注意轉(zhuǎn)換、記憶刷新和抑制優(yōu)勢反應(yīng)三種執(zhí)行功能的特點。研究表明，小學(xué)五年級學(xué)生的注意轉(zhuǎn)換能力明顯低于成人平均水平;記憶刷新能力高于成人平均水平;而抑制優(yōu)勢反應(yīng)能力已基本達到成人平均水平。王晶等人[17]選取小學(xué)二、四、六年級學(xué)生共144名，使用go/no-go任務(wù)、計算廣度任務(wù)、點矩陣任務(wù)和大小形狀轉(zhuǎn)換任務(wù)探查執(zhí)行功能中抑制、工作記憶和認(rèn)知靈活性的發(fā)展特點。研究表明，執(zhí)行功能在總體上隨著年齡增長而提高，但是三種執(zhí)行功能有不同的發(fā)展趨勢。

三、小結(jié)與展望

綜上所述，執(zhí)行功能的發(fā)展始于兒童早期，約在出生第一年末;執(zhí)行功能發(fā)展的年齡跨度很大，執(zhí)行功能的顯著發(fā)展期出現(xiàn)在2至5歲，某些執(zhí)行功能成分在12歲左右達到成人水平，而某些執(zhí)行功能成分持續(xù)發(fā)展到青春期和成年早期;在學(xué)前期及以后，執(zhí)行功能各成分都存在系統(tǒng)性的變化，它們之間是相互促進、共同發(fā)展的。

雖然目前國內(nèi)外關(guān)于執(zhí)行功能的發(fā)展研究已經(jīng)取得重要成果，但是也存在一些不足，需要進一步的深入研究。首先，執(zhí)行功能的發(fā)展研究應(yīng)該結(jié)合認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)，深入探究兒童在執(zhí)行功能任務(wù)中其他腦區(qū)域的激活，以明確兒童執(zhí)行功能發(fā)展的腦神經(jīng)機制。其次，目前執(zhí)行功能的發(fā)展研究主要基于橫向研究，而縱向研究非常罕見，因為其費用高，需要多年的追訪，常常遇到樣本流失和“學(xué)習(xí)效應(yīng)”的難題。但是縱向研究在評估發(fā)展變化方面更加有效和可靠。因此，今后執(zhí)行功能的發(fā)展研究需要采用縱向研究以驗證執(zhí)行功能的發(fā)展趨勢。最后，執(zhí)行功能發(fā)展研究的一個潛在領(lǐng)域是探究執(zhí)行功能障礙在常見的心理和神經(jīng)系統(tǒng)疾病中的作用。如探究特定執(zhí)行功能障礙或者延遲發(fā)展是否與額葉功能障礙（如注意缺陷多動障礙）有關(guān)。這有助于診斷和治療腦損傷病人和精神病人，有助于了解和幫助多動癥兒童和行為問題兒童，有助于理解和解釋一些社會現(xiàn)象和心理健康問題。

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（作者單位：浙江師范大學(xué)教師教育學(xué)院，金華，321004）

編輯 / 王抒文 終校 / 于 洪