工作記憶訓練的研究進展

田曉飛

(福建師范大學教育學院，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)，有效的訓練可以擴大工作記憶容量。工作記憶能力的提高是否可以帶來認知功能的改善也引起了相關研究者的關注。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)，進行相關的工作記憶訓練，有助于改善工作記憶缺陷人群的認知功能，促進一系列重要認知能力的發(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于不同工作記憶訓練策略的相關研究，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知過程

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

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

二、工作記憶訓練的生理基礎

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。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)等與記憶任務相關的大腦區(qū)域的活動也會增強。

工作記憶訓練可以增強大腦相關區(qū)域的激活程度。Takeuchi等的研究結果證明，工作記憶訓練可以激活背外側前額葉皮層、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，對被試進行工作記憶訓練前進行多次成像測試，訓練后再進行一次測試，結果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過訓練的被試前額葉皮質(zhì)和頂葉激活程度增強。[3]工作記憶訓練不僅可以提高與訓練任務相關的記憶容量，同時可以提高其他認知加工能力。使用特定的任務對工作記憶進行訓練會激活大腦某些相關皮層區(qū)域，進而促進個體對與該任務具有相同神經(jīng)網(wǎng)絡基礎的任務的完成，并且激活的大腦皮層越高級，工作記憶訓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練和多巴胺系統(tǒng)之間的關系進行了探索，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。[4]

三、工作記憶的訓練方法

不同的工作記憶訓練方法對工作記憶容量的改善及高級認知能力的提高會產(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，可以將工作記憶訓練方法分為策略訓練和核心訓練兩大類。策略訓練主要是通過對特定領域策略的運用，幫助個體記住大量特定類型的信息，而核心訓練則是對以一般領域為目標設計的有工作記憶參與的任務進行復述。

(一)策略訓練模式

策略訓練模式主要是提高個體完成需要復述延遲信息任務的能力。在策略訓練研究中，實驗者向被試介紹策略訓練的具體方法并提供練習環(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。

策略訓練模式主要通過言語復述策略和精細編碼策略實現(xiàn)。對兒童工作記憶的研究發(fā)現(xiàn)，復述策略的使用和回憶量呈正相關。[5]這可能是由于復述策略的使用減少了其他無效策略使用的干擾。除此之外，策略訓練模式還可以通過精細編碼策略實現(xiàn)，包括分組記憶、設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，在記憶之前用精細編碼策略訓練被試，告知被試可以將這些數(shù)字與保存在長時記憶中的經(jīng)驗相結合。研究表明，通過訓練，個體記住數(shù)字的量可以得到顯著提高。[6]

策略訓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)核心訓練模式

核心訓練的研究主要指對需要工作記憶參與任務的復述，這些任務是以一般領域的工作記憶機制為目標設計的。核心訓練主要是通過加強一般領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，不僅有助于完成與訓練相似的任務，同時可以提高其他認知能力。工作記憶一般領域的成分與執(zhí)行控制、流體智力及閱讀理解力之間有很強的關系，因此核心訓練可以預測這些能力的高低。Klingberg等的研究發(fā)現(xiàn)，核心訓練可以提高個體的認知控制力及健康成人的一般流體智力。[7]

核心訓練模式一般采用“kitchen-sink”方法?！発itchen-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)勢就是訓練的多樣化可以保證記憶訓練的效果，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制在發(fā)揮影響。對注意缺陷綜合征的兒童進行的實驗發(fā)現(xiàn)，采用這種整合性的記憶訓練方法后，這些兒童的癥狀減輕，同時認知控制和一般流體智力水平也得到提高。[2]

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

對個體進行記憶訓練的目的是提高個體在日常生活中的各種認知能力，而核心訓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，提高其他認知活動的水平。

(三)其他訓練模式

除了上面介紹的兩類訓練模式外，還有一種內(nèi)隱的工作記憶訓練模式，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]在訓練中，要求個體對工作記憶任務進行重復，并且在每次的試驗中，對任務完成的情況進行反饋，并對完成較好的任務進行獎勵。這種模式的有效訓練時間是每天30—40分鐘，每周訓練5天，連續(xù)訓練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)整其記憶負荷。

這種內(nèi)隱的工作記憶訓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，工作記憶訓練也會產(chǎn)生明顯的效果，甚至6個月后，記憶訓練的效果依然顯著。

四、不足與展望

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

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

其次，工作記憶訓練的研究大多采用單一指標對訓練結果進行測量，但在解釋其結果的時候，又會擴大這一指標的解釋力。比如研究證明，工作記憶訓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，在以后的研究中應該使用多層次的評估指標對訓練效果進行測量。

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

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

[1] Linden，D.E. et al. Cortical capacity constraints for visual working memory： dissociation of MRI load effects in a front parietal network [J]. Neuroimage， 2003(20)：1518-1530.

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