工作记忆负荷对认知灵活性的影响：行为和电生理学证据

摘要

执行功能是指在完成复杂的认知活动任务时，对各种认知过程进行控制和协调，以保证认知系统以优化、灵活的方式去实现特定目标的一种高级认知功能。近年来，它一直都是心理学和认知神经科学研究的重点。在执行功能的众多研究中，工作记忆和认知灵活性(常以转换代价为指标)的研究最受瞩目。作为执行功能的两大成分，工作记忆和认知灵活性之间的关系至今仍存有很大争议。一些研究者认为两者之间没有关系，即工作记忆负荷不影响转换代价；然而另一些研究者认为两者之间存在非常紧密的关系，即工作记忆负荷对转换代价有很大影响。为了探究工作记忆负荷是否影响认知灵活性，本研究采用事件相关电位（ERP）技术，通过两个实验从不同角度对其进行了相应考察。　　在实验一中，参与者首先需要记住两个或三个嵌套在不同图形中的参考数字，接着会依次呈现一系列嵌套在不同图形中的比较数字。参与者需要根据图形线索将当前数字与之前记忆中的参考数字进行大小比较。行为结果表明，转换试次比重复试次的反应时更长、正确率更低；并且高记忆负荷任务(区组)比低记忆负荷任务(区组)的转换代价更大。脑电结果表明，转换效应在N1、P2、N2和P3时间窗口上是显著的；负荷效应在P2和P3时间窗口上也是显著的；记忆负荷与任务转换在N2和P3的时间窗口上存在显著的交互作用，进一步分析发现，高负荷任务在N2和P3时间窗口上的差异波(切换vs重复)波幅显著大于低负荷任务。　　在实验一中，高低负荷任务都是数字大小比较任务，并没有对任务的规则进行转换。因此，在实验二中，将数字大小比较任务改编为不同负荷的规则切换任务，要求被试判断数字的大小、奇偶以及距离远近，进而考察不同记忆负荷对认知灵活性的影响。结果再次表明：在行为结果上，转换试次比重复试次的反应时更长、正确率更低；高负荷任务比低负荷任务的转换代价更大。在脑电成分上，转换效应在P2、N2、P3和LPC的时间窗口上显著；负荷效应在P2和LPC的时间窗口上显著；更重要的是，记忆负荷和任务转换在N2、P3和LPC的时间窗口上存在显著的交互作用；进一步分析发现，高负荷任务在P3和LPC时间窗口的差异波(切换vs重复)波幅显著大于低负荷任务。　　本研究的两个实验在行为和脑电结果上均表明记忆负荷越大，任务转换越难，转换代价也就越大。综合两个脑电结果，发现不同记忆负荷对认知灵活性的影响主要体现在冲突抑制、任务重构和规则的学习和应用等方面。

目录

声明

引言

1 文献综述

1.1 认知灵活性

1.2 工作记忆

1.3 工作记忆与认知灵活性的关系

2 问题提出、研究意义与研究假设

2.1 问题提出

2.2 研究意义

2.3 研究假设

3 实验一：工作记忆负荷对认知灵活性影响的ERP研究—来自数字大小交替比较任务的证据

3.1 实验目的

3.2 研究方法

3.3 结果

3.4 讨论

4 实验二工作记忆负荷对认知灵活性影响的ERP研究—来自不同负荷规则的转换任务证据

4.1 实验目的

4.2 研究方法

4.3 结果

4.4 讨论

5 总讨论

5.1 工作记忆与认知灵活性的关系

5.2 研究不足与展望

6 结论

参考文献

致谢

在读期间公开发表论文（著）及科研情况