工作记忆训练的研究述评(1)
摘要 以往研究表明，工作记忆是一个资源有限的系统，但近年来大量研究发现工作记忆成绩可以通过训练提高。工作记忆训练是指针对低容量的个体进行针对存储系统或者中央执行系统各成分的训练，以提升个体工作记忆绩效及影响任务相关脑区的活动。来自认知神经科学的证据在评估工作记忆训练的效果上起到了重要作用。虽然目前该领域的研究已经取得一定的成绩，但是利用工作记忆训练来改善个体的工作记忆在具体的方法、训练成效等问题上还存在一定的争议。
关键词 工作记忆，训练，认知水平。
分类号 B842.3
1 引言
工作记忆(working memory，WM)是指对信息进行暂时性存储和操纵的容量有限的系统(Baddeley，1992，2003)。它是Baddeley于1974年提出的概念，此后30多年以来的研究表明，工作记忆在认知活动中起着不可替代的作用，比如表象，言语，思维，推理等(郭春彦，2007)。除此之外，工作记忆能力上的差异更有可能是个体在各种认知任务中产生差异的关键性原因。其中，工作记忆容量决定了个体能够同时处理信息的数量，直接影响信息加工的效率，因此被认为是造成个体认知水平差异不可忽视的一个方面。
早期的研究认为工作记忆存储限度是相对稳定的。Miller在1956年通过绝对判断、速知和即时回忆广度三项任务总结提出短时记忆容量是7±2个组块。然而，在之后的研究中Cawon(2001)又发现，短时记忆的平均容量应该是4±2个组块。他认为，在以往的研究中虽然用“组块”来定义容量大小的单位，但是关于“组块”的界定其实并不清晰。认为在这种条件下，无法评估其他非容量限制机制的作用，因此无法获得纯净的容量大小。之后又列举了四种获得纯净容量的方法，并给出了大量工作记忆容量是4的实验证据。而以后得出相同结论的研究中其方法也不超出本文中所提到的方法。例如，Luck和Vogel(1997)利用对彩色方块的变化觉察任务证明了视觉工作记忆容量大小为3至4个客体，并认为视觉工作记忆容量中可获资源有限，这种资源的有限性决定了视觉工作记忆容量的大小。
虽然传统的观点认为工作记忆容量是有限的，但是近年来的一些研究，尤其是对非正常被试的研究却表明工作记忆还是具有可塑性的，通过工作记忆训练可以有效提高个体的工作记忆能力(Owens，Koster，& Derakshan，2013；Holmes，Gathercole，&Dunning，2009；Van der Molen，van Luit，van derMolen，Klugkist，& Jongmans，2010)。在2013年的一项研究中，研究者对20名65到75岁的aMCI(amnestic mild cognitive impairment)患者进行了为期2周的言语工作记忆训练，结果表明接受训练的患者在训练任务中的成绩明显提高，并且在其他的工作记忆任务如视空工作记忆、流体智力任务(卡特尔测验)和长时记忆任务上得到了迁移。相比于控制组，实验组在这些未训练项目上的成绩取得了更大的增幅(Carretti，Borella，Zavagnin，& Beni，2013)。
本文首先对工作记忆训练的类型加以简单介绍，以了解当前实验研究中所使用的方法。接下来从工作记忆各个子系统，即存储系统和中央执行系统，分别给出来自行为上和神经机制上的证据以验证工作记忆训练可以影响工作记忆。
2 工作记忆训练的分类
2.1 按训练内容分类
作为人类高级认知活动的核心，Baddeley(1974，2001)认为工作记忆系统包含语音回路、视空模板和中央执行系统，以及2000年补充的情景缓冲器。其中语音回路和视空模板分别负责语音和视觉信息的暂时性存储，中央执行系统起到控制的作用，情景缓冲器则是对不同维度的信息进行了整合，为语音回路、视空模板和长时记忆之间提供了信息整合的平台。目前工作记忆的训练主要是针对前三个系统。
针对不同的训练内容，工作记忆训练可以分为工作记忆存储系统的训练和中央执行系统的训练。通过训练语音回路和视空模板的存储能力是提高个体的工作记忆存储容量最直接的方法，也就是进行工作记忆广度的训练(Von Bastian，Langer，Jancke，& Oberauer，2012；Klingberg，et al.，2005)。在工作记忆这三个成分中，中央执行系统被认为是工作记忆系统的核心。中央执行系统的功能是相对独立的，抑制、刷新和转换能力在复杂任务中分别起着不同的作用(赵鑫，周仁来，2011)，对中央执行系统进行的训练研究也是从这三个方面开展(Li，et al.，2008；Dahlin，Nyberg，Backman，& Neely，2008；赵鑫，王一雪，刘丹玮，周仁来，2011)。
2.2 按训练任务类型分类
在工作记忆训练的研究中，训练方法是工作记忆成绩能否提高的核心影响因素。一般而言按照训练任务类型可以将工作记忆训练分为外显任务训练和内隐任务训练。
对工作记忆任务策略的训练被称之为外显的训练，如复述、组块和元认知策略，主试并不干涉被试在记忆训练过程中采取记忆策略。这类训练方法出现在记忆训练研究的早期(Abikoff & Gittelman，1985)。早在1980年的一项研究中，Ericsson和同事们发现，他们的被试s.F.的数字广度通过20个月的训练从7提高到约80个数字。根据s.F.的事后报告，他在数字记忆过程中会采取一些类似将数字分组或者联想的记忆策略，比如“1944”就会被S.F.编码为“临近第二次世界大战的末期”。这些策略我们统称之为“组块”。Loomes，Rasmussen，Pei，Manji和Andrew(2008)对特殊儿童的工作记忆的训练也采用了策略的训练，主要是使用复述的策略。 (黎翠红 何旭 郭春彦)
关键词 工作记忆，训练，认知水平。
分类号 B842.3
1 引言
工作记忆(working memory，WM)是指对信息进行暂时性存储和操纵的容量有限的系统(Baddeley，1992，2003)。它是Baddeley于1974年提出的概念，此后30多年以来的研究表明，工作记忆在认知活动中起着不可替代的作用，比如表象，言语，思维，推理等(郭春彦，2007)。除此之外，工作记忆能力上的差异更有可能是个体在各种认知任务中产生差异的关键性原因。其中，工作记忆容量决定了个体能够同时处理信息的数量，直接影响信息加工的效率，因此被认为是造成个体认知水平差异不可忽视的一个方面。
早期的研究认为工作记忆存储限度是相对稳定的。Miller在1956年通过绝对判断、速知和即时回忆广度三项任务总结提出短时记忆容量是7±2个组块。然而，在之后的研究中Cawon(2001)又发现，短时记忆的平均容量应该是4±2个组块。他认为，在以往的研究中虽然用“组块”来定义容量大小的单位，但是关于“组块”的界定其实并不清晰。认为在这种条件下，无法评估其他非容量限制机制的作用，因此无法获得纯净的容量大小。之后又列举了四种获得纯净容量的方法，并给出了大量工作记忆容量是4的实验证据。而以后得出相同结论的研究中其方法也不超出本文中所提到的方法。例如，Luck和Vogel(1997)利用对彩色方块的变化觉察任务证明了视觉工作记忆容量大小为3至4个客体，并认为视觉工作记忆容量中可获资源有限，这种资源的有限性决定了视觉工作记忆容量的大小。
虽然传统的观点认为工作记忆容量是有限的，但是近年来的一些研究，尤其是对非正常被试的研究却表明工作记忆还是具有可塑性的，通过工作记忆训练可以有效提高个体的工作记忆能力(Owens，Koster，& Derakshan，2013；Holmes，Gathercole，&Dunning，2009；Van der Molen，van Luit，van derMolen，Klugkist，& Jongmans，2010)。在2013年的一项研究中，研究者对20名65到75岁的aMCI(amnestic mild cognitive impairment)患者进行了为期2周的言语工作记忆训练，结果表明接受训练的患者在训练任务中的成绩明显提高，并且在其他的工作记忆任务如视空工作记忆、流体智力任务(卡特尔测验)和长时记忆任务上得到了迁移。相比于控制组，实验组在这些未训练项目上的成绩取得了更大的增幅(Carretti，Borella，Zavagnin，& Beni，2013)。
本文首先对工作记忆训练的类型加以简单介绍，以了解当前实验研究中所使用的方法。接下来从工作记忆各个子系统，即存储系统和中央执行系统，分别给出来自行为上和神经机制上的证据以验证工作记忆训练可以影响工作记忆。
2 工作记忆训练的分类
2.1 按训练内容分类
作为人类高级认知活动的核心，Baddeley(1974，2001)认为工作记忆系统包含语音回路、视空模板和中央执行系统，以及2000年补充的情景缓冲器。其中语音回路和视空模板分别负责语音和视觉信息的暂时性存储，中央执行系统起到控制的作用，情景缓冲器则是对不同维度的信息进行了整合，为语音回路、视空模板和长时记忆之间提供了信息整合的平台。目前工作记忆的训练主要是针对前三个系统。
针对不同的训练内容，工作记忆训练可以分为工作记忆存储系统的训练和中央执行系统的训练。通过训练语音回路和视空模板的存储能力是提高个体的工作记忆存储容量最直接的方法，也就是进行工作记忆广度的训练(Von Bastian，Langer，Jancke，& Oberauer，2012；Klingberg，et al.，2005)。在工作记忆这三个成分中，中央执行系统被认为是工作记忆系统的核心。中央执行系统的功能是相对独立的，抑制、刷新和转换能力在复杂任务中分别起着不同的作用(赵鑫，周仁来，2011)，对中央执行系统进行的训练研究也是从这三个方面开展(Li，et al.，2008；Dahlin，Nyberg，Backman，& Neely，2008；赵鑫，王一雪，刘丹玮，周仁来，2011)。
2.2 按训练任务类型分类
在工作记忆训练的研究中，训练方法是工作记忆成绩能否提高的核心影响因素。一般而言按照训练任务类型可以将工作记忆训练分为外显任务训练和内隐任务训练。
对工作记忆任务策略的训练被称之为外显的训练，如复述、组块和元认知策略，主试并不干涉被试在记忆训练过程中采取记忆策略。这类训练方法出现在记忆训练研究的早期(Abikoff & Gittelman，1985)。早在1980年的一项研究中，Ericsson和同事们发现，他们的被试s.F.的数字广度通过20个月的训练从7提高到约80个数字。根据s.F.的事后报告，他在数字记忆过程中会采取一些类似将数字分组或者联想的记忆策略，比如“1944”就会被S.F.编码为“临近第二次世界大战的末期”。这些策略我们统称之为“组块”。Loomes，Rasmussen，Pei，Manji和Andrew(2008)对特殊儿童的工作记忆的训练也采用了策略的训练，主要是使用复述的策略。 (黎翠红 何旭 郭春彦)