老年執(zhí)行功能的認(rèn)知可塑性和神經(jīng)可塑性 認(rèn)知可塑性

　　摘要　執(zhí)行衰退假說(shuō)認(rèn)為執(zhí)行功能的特異性衰退是引起認(rèn)知年老化的主要原因，近年來(lái)越來(lái)越多的研究表明，老年人的執(zhí)行功能及其相關(guān)腦區(qū)(主要為前額葉)存在可塑性，通過(guò)訓(xùn)練執(zhí)行功能的衰退可得到緩解，且相關(guān)腦區(qū)的激活水平、腦容量或神經(jīng)遞質(zhì)都可發(fā)生改變；部分研究還發(fā)現(xiàn)執(zhí)行勸能訓(xùn)練對(duì)其它認(rèn)知能力有一定的遷移效應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)對(duì)于認(rèn)知年老化理論的繼續(xù)探索和認(rèn)知干預(yù)研究的實(shí)踐應(yīng)用都具有重要意義。
　　關(guān)鍵詞　執(zhí)行功能；老年人；認(rèn)知可塑性；神經(jīng)可塑性；遷移效應(yīng)
　　分類號(hào)　B842；B844.4
　　
　　長(zhǎng)期以來(lái)，認(rèn)知年老化研究延續(xù)的是傳統(tǒng)的“衰退模型”，例如較有影響的加工速度理論、抑制控制理論和執(zhí)行衰退理論，這些理論無(wú)一例外地強(qiáng)調(diào)年老化所帶來(lái)的認(rèn)知損傷。然而越來(lái)越多的研究表明，老年人的認(rèn)知功能可以通過(guò)訓(xùn)練得以提高，甚至在一定程度上有所逆轉(zhuǎn)(Bares & Lindenberger，1988；Thompson&Foth.2005；Willis et al.，2006)，并且訓(xùn)練還可引發(fā)腦容量、腦功能激活等的變化，這一現(xiàn)象被稱為認(rèn)知可塑性(cognitive plastici)和神經(jīng)可塑性(neutral plasticity)�！禤sychology and Aging》在2008年末專刊介紹了老年認(rèn)知可塑性的各類研究(Mayr，2008)，表明“可塑性”已成為當(dāng)前認(rèn)知年老化研究領(lǐng)域的一個(gè)新趨勢(shì)。
　　從Baltes和Willis 1982年提出“認(rèn)知可塑性”概念伊始，針對(duì)老年人的各類認(rèn)知干預(yù)研究不斷涌現(xiàn)，如對(duì)記憶、推理、加工速度等的訓(xùn)練。近年來(lái)，隨著執(zhí)行功能及相關(guān)理論的提出，執(zhí)行功能成為認(rèn)知干預(yù)的一個(gè)新的目標(biāo)能力，對(duì)工作記憶和各種執(zhí)行功能進(jìn)行認(rèn)知訓(xùn)練和干預(yù)的研究正逐漸成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。2008年的認(rèn)知年老化大會(huì)(cognitive Aging Conference)對(duì)執(zhí)行功能的認(rèn)知干預(yù)作為一個(gè)專題進(jìn)行了探討。
　　
　　1　執(zhí)行衰退假說(shuō)與執(zhí)行功能的可塑性
　　
　　執(zhí)行功能(Execufive Function)是大腦最高級(jí)的認(rèn)知活動(dòng)，負(fù)責(zé)對(duì)各種具體的認(rèn)知加工過(guò)程進(jìn)行控制和協(xié)調(diào)，一直是神經(jīng)心理學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)以及認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)(collette，Hogge，Salmon，&Van der Linden，2006；周曉林，2004)。額葉(特別是前額葉)是執(zhí)行功能重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，相對(duì)于其它腦區(qū)，額葉隨增齡的衰退更快(Raz，2000，2004)。由此一些研究者提出執(zhí)行衰退假說(shuō)(executive decline hypothesis of cognitive aging)，認(rèn)為執(zhí)行(額葉)功能的隨增齡衰退是引起人們?nèi)粘ＵJ(rèn)知功能(記憶、推理、視覺(jué)空間能力)衰退的主要原因(West，1996；陳天勇，韓布新，羅躍嘉，李德明，2004)。近年來(lái)，執(zhí)行功能在認(rèn)知可塑性和神經(jīng)可塑性研究領(lǐng)域也引起了高度重視。如果認(rèn)知年老化主要源于執(zhí)行功能的隨增齡衰退，并且老年人的執(zhí)行功能存在可塑性，那么針對(duì)執(zhí)行功能的認(rèn)知干預(yù)就可能達(dá)到事半功倍的效果。
　　越來(lái)越多的研究表明，執(zhí)行功能并不是單一結(jié)構(gòu)的認(rèn)知系統(tǒng)，即存在多種不同的執(zhí)行功能，如記憶更新、注意轉(zhuǎn)換、雙任務(wù)協(xié)調(diào)、抑制優(yōu)勢(shì)反應(yīng)等(collette&Van der Linden，2002；Miyake，F(xiàn)riedman，Emerson，Witzki，&Howerter，2000；陳天勇，李德明，2005)。近年來(lái)，研究者對(duì)上述幾種執(zhí)行功能的可塑性分別進(jìn)行了研究。不同執(zhí)行功能的可塑性及認(rèn)知訓(xùn)練的可遷移性是否存在差異，這也是本綜述關(guān)心的一個(gè)核心問(wèn)題。
　　
　　2　執(zhí)行功能認(rèn)知可塑性的實(shí)證研究
　　
　　個(gè)體通過(guò)訓(xùn)練提高了在目標(biāo)認(rèn)知任務(wù)上的行為表現(xiàn)，就訓(xùn)練本身而言即表明訓(xùn)練效應(yīng)(training effects)的存在，就接受訓(xùn)練的個(gè)體而言即表明個(gè)體有認(rèn)知可塑性。也就是說(shuō)，對(duì)老年人的執(zhí)行訓(xùn)練存在訓(xùn)練效應(yīng)，也就表明了老年人的執(zhí)行功能具有可塑性。另一方面，當(dāng)評(píng)定一項(xiàng)認(rèn)知訓(xùn)練的有效性時(shí)，還應(yīng)檢測(cè)由訓(xùn)練帶來(lái)的目標(biāo)能力的改善能否運(yùn)用到一個(gè)新的任務(wù)情境中，也就是訓(xùn)練的遷移效應(yīng)(transfer effects)。一般可將遷移劃分為兩種類型：近遷移與遠(yuǎn)遷移(Karbach，2008)。簡(jiǎn)單而言，近遷移(near transfer)指的是遷移任務(wù)與訓(xùn)練任務(wù)涉及能力相同；遠(yuǎn)遷移(far transferl指的是遷移任務(wù)與訓(xùn)練任務(wù)所涉及的認(rèn)知能力不同，或者是對(duì)日常生活能力的遷移。此外，訓(xùn)練效應(yīng)及遷移效應(yīng)的保持(maintenance)情況對(duì)于評(píng)定認(rèn)知訓(xùn)練也很重要。
　　
　　2.1工作記憶和記憶更新(Memory Updating)
　　工作記憶在學(xué)習(xí)、閱讀和問(wèn)題解決等高級(jí)認(rèn)知活動(dòng)中發(fā)揮著重要的作用，它負(fù)責(zé)各種認(rèn)知加工的執(zhí)行和控制，同時(shí)負(fù)責(zé)對(duì)相關(guān)信息的暫時(shí)存儲(chǔ)，記憶更新則根據(jù)任務(wù)的需要使工作記憶的內(nèi)容不斷更新，納入有用的新信息，拋棄無(wú)用的舊信息。如讀報(bào)時(shí)，需要對(duì)閱讀的內(nèi)容進(jìn)行加工和存儲(chǔ)，同時(shí)不斷地更新工作記憶中的內(nèi)容。研究發(fā)現(xiàn)，工作記憶與記憶更新能力關(guān)系密切(Miyake et al.，2000)，工作記憶或記憶更新能力都存在年老化現(xiàn)象(salthouse，1994；彭華茂，張凌，申繼亮，2009)。實(shí)際上，在對(duì)工作記憶進(jìn)行訓(xùn)練的研究中，通常使用n-back或動(dòng)態(tài)記憶任務(wù)這些記憶更新的范式。
　　Li等人(2008)使用兩種難度水平的空間工作記憶(2－back)任務(wù)進(jìn)行訓(xùn)練，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)45天(15分鐘／天)的訓(xùn)練后，青年組和老年組在兩類訓(xùn)練任務(wù)上的成績(jī)均有所提高，而且在較難條件下兩組的訓(xùn)練獲益更多，且老年組的絕對(duì)獲益量大于青年組。其中老年組在正確率上提高了30％(從58％提高到88％)，在反應(yīng)時(shí)上改善了近一倍(從1450ms減少至700ms)。雖然老年組經(jīng)過(guò)訓(xùn)練達(dá)到的最好成績(jī)依舊低于青年組，但能夠達(dá)到后者訓(xùn)練前的基線水平。在訓(xùn)練遷移方面，發(fā)現(xiàn)老年組訓(xùn)練后在空間3－back任務(wù)和數(shù)字2－back、3－back任務(wù)上的成績(jī)有顯著提高，但沒(méi)有發(fā)現(xiàn)對(duì)工作記憶廣度任務(wù)的遠(yuǎn)遷移。這些訓(xùn)練效應(yīng)與遷移效應(yīng)在3個(gè)月后的測(cè)查中仍然存在，但較之青年組，老年組的保持量有更大程度的減少，作者認(rèn)為如果在集中訓(xùn)練結(jié)束后再對(duì)老年組進(jìn)行一些恢復(fù)性訓(xùn)練，可能會(huì)有利于其訓(xùn)練獲益的長(zhǎng)期保持。
　　近年來(lái)，一些研究者開始采用適應(yīng)性訓(xùn)練(adaptive training)對(duì)老年人進(jìn)行認(rèn)知干預(yù)，即在整個(gè)訓(xùn)練過(guò)程中，根據(jù)個(gè)體能力來(lái)不斷靈活調(diào)節(jié)訓(xùn)練任務(wù)難度。Brehmer，Westerberg和Backman(2008)認(rèn)為，相對(duì)于難度水平固定的認(rèn)知訓(xùn)練，這種適應(yīng)性訓(xùn)練能夠產(chǎn)生更顯著的訓(xùn)練效應(yīng)。Buschkuehl等人(2008)使用這種訓(xùn)練方式對(duì)老年 組進(jìn)行了12周的(45分／階段，每周2階段)的訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)老年組在三個(gè)工作記憶任務(wù)上均有顯著的訓(xùn)練效應(yīng)，但因在各任務(wù)上策略使用的差異以及任務(wù)難度的影響，高齡老人在三個(gè)任務(wù)上的訓(xùn)練獲益程度不同，成績(jī)提高量分別為44％、62％及15％。且在空間工作記憶廣度任務(wù)(近遷移)及視覺(jué)情景記憶任務(wù)(遠(yuǎn)遷移)上的成績(jī)分別提高了21.3％和25％。但在后繼一年的測(cè)查中沒(méi)有發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練效應(yīng)及遷移效應(yīng)的保持。這一研究結(jié)果改變了以往認(rèn)為高齡老人學(xué)習(xí)新技能的潛力非常有限的觀點(diǎn)(singer，Lindenberger，&BaRes，2003)，說(shuō)明即使80歲高齡老人的工作記憶同樣存在一定的可塑性。
　　Dahlin，Nyberg，Backman和Neely(2008)同樣使用適應(yīng)性訓(xùn)練方式，采用四類動(dòng)態(tài)記憶任務(wù)(running memory task)(任務(wù)刺激分別為數(shù)字，字母，顏色，空間位置)進(jìn)行為期5周(45分／階段，每周3階段)訓(xùn)練。結(jié)果顯示，老年組與青年組在四類動(dòng)態(tài)記憶訓(xùn)練任務(wù)上均能夠達(dá)到最高難度水平，兩個(gè)年齡組的訓(xùn)練獲益量相當(dāng)；在用來(lái)測(cè)定訓(xùn)練效果的字母記憶任務(wù)上，老年組經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后能夠成功回憶出更多的系列數(shù)，由訓(xùn)練前的1個(gè)系列增長(zhǎng)到5個(gè)系列；雖然老年組不如青年組的改善幅度大，但訓(xùn)練后的成績(jī)已高于青年組訓(xùn)練前的基線水平；在18個(gè)月后的測(cè)查中，訓(xùn)練組老年人的工作記憶水平依然能夠高于青年組的基線水平，說(shuō)明訓(xùn)練結(jié)束的18個(gè)月內(nèi)，執(zhí)行功能的可塑性仍能保持，并不是一個(gè)短暫的現(xiàn)象。但在遷移方面，兩個(gè)年齡組在計(jì)算廣度、情節(jié)記憶、推理等任務(wù)上的成績(jī)均沒(méi)有顯著提高，只發(fā)現(xiàn)在青年組對(duì)數(shù)字3-back任務(wù)的有限近遷移，而老年組沒(méi)有出現(xiàn)任何遷移效應(yīng)。
　　
　　2.2注意轉(zhuǎn)換(Attention Switching)
　　也可稱為任務(wù)轉(zhuǎn)換(Task Switching)，體現(xiàn)為對(duì)多個(gè)任務(wù)或認(rèn)知操作之間相互轉(zhuǎn)換的控制過(guò)程。日常生活中需要同時(shí)或連續(xù)處理多種任務(wù)，這就要求在不同的任務(wù)之間進(jìn)行快速、頻繁的任務(wù)轉(zhuǎn)換，因而注意轉(zhuǎn)換能力也是影響老年人日常生活質(zhì)量的重要因素。注意轉(zhuǎn)換能力通常用任務(wù)轉(zhuǎn)換范式來(lái)研究，一般包括兩類組塊：?jiǎn)我唤M塊(始終執(zhí)行同一種任務(wù)，如AAAA，或BBBB)和轉(zhuǎn)換組塊(交替執(zhí)行多種任務(wù)，如AABBAABB)，轉(zhuǎn)換組塊比單一組塊反應(yīng)更慢，錯(cuò)誤更多，這種成績(jī)差異就是一般轉(zhuǎn)換代價(jià)(general switch cost)，反映的是對(duì)兩種任務(wù)規(guī)則的保持和任務(wù)轉(zhuǎn)換能力：轉(zhuǎn)換組塊中轉(zhuǎn)換項(xiàng)目(如
　　AA…BBAABB…)與非轉(zhuǎn)換項(xiàng)目(如A…ABBAABB…)的成績(jī)差異就是特殊轉(zhuǎn)換代價(jià)(specific switch cost)，反映的只是在兩個(gè)任務(wù)問(wèn)的轉(zhuǎn)換能力。一般來(lái)說(shuō)，在特殊轉(zhuǎn)換代價(jià)上不存在年齡差異，而在一般轉(zhuǎn)換代價(jià)(即通常意義上的轉(zhuǎn)換代價(jià))上，老年人明顯高于青年人(Kray & Lindenberger，2000)，但這種年齡差異可以通過(guò)訓(xùn)練降低或消除。
　　Buchler，Hoyer和Cerella(2008)進(jìn)行的注意轉(zhuǎn)換訓(xùn)練中設(shè)置的轉(zhuǎn)換任務(wù)并不限于兩個(gè)，有4類兩位數(shù)的數(shù)字運(yùn)算任務(wù)。訓(xùn)練任務(wù)為對(duì)這4類任務(wù)不同組合的轉(zhuǎn)換，任務(wù)組合可設(shè)置為2個(gè)(如加法轉(zhuǎn)換為大數(shù)減1)、3個(gè)或4個(gè)。在完成5天的訓(xùn)練后，老年組在訓(xùn)練各階段的任務(wù)成績(jī)不斷改善，甚至當(dāng)要求執(zhí)行4個(gè)任務(wù)的轉(zhuǎn)換作業(yè)時(shí)，與青年組在轉(zhuǎn)換代價(jià)上的年齡差異也消失了。這個(gè)結(jié)果類似于Kramer，Hahn和Gopher(1999)使用任務(wù)線索范式進(jìn)行任務(wù)轉(zhuǎn)換訓(xùn)練的結(jié)果，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后老年組和青年組的轉(zhuǎn)換代價(jià)相等，說(shuō)明老年組的轉(zhuǎn)換代價(jià)有更大的減少，且這種訓(xùn)練獲益可以持續(xù)兩個(gè)月。
　　還有一些研究在訓(xùn)練中使用到口頭自我指導(dǎo)(Verbal Self-Instructions)策略，即在任務(wù)準(zhǔn)備期說(shuō)出下一個(gè)任務(wù)目標(biāo)。Kray，Eber和Karbach(2008)發(fā)現(xiàn)這種策略的使用可使老年人的轉(zhuǎn)換代價(jià)有更大幅度的降低，作者解釋因語(yǔ)言對(duì)動(dòng)作控制有著調(diào)控功能，能夠?qū)⒆⒁饧�中到與任務(wù)相關(guān)的信息上，所以老年人可以利用這種言語(yǔ)化策略來(lái)彌補(bǔ)在任務(wù)加工上的缺陷。Karbach(2008)發(fā)現(xiàn)在完成4個(gè)階段交替轉(zhuǎn)換范式的任務(wù)轉(zhuǎn)換(客體辨別與數(shù)量判斷)訓(xùn)練后，使用口頭自我指導(dǎo)訓(xùn)練策略的老年組在訓(xùn)練任務(wù)上的特殊轉(zhuǎn)換代價(jià)從第1個(gè)訓(xùn)練階段到第4個(gè)訓(xùn)練階段的平均減少量為66.7％，而未使用策略的老年組其特殊轉(zhuǎn)換代價(jià)的平均減少量為45.1％，Karbach和Kray(2009)也發(fā)現(xiàn)了相同的結(jié)果。在遷移效應(yīng)方面，Karbach發(fā)現(xiàn)遷移任務(wù)的一般轉(zhuǎn)換代價(jià)有所改善，而且老年組在一般轉(zhuǎn)換代價(jià)上的近遷移相比青年組更顯著，此外還發(fā)現(xiàn)了在特殊轉(zhuǎn)換代價(jià)上的近遷移效應(yīng)(平均效應(yīng)值1.17)，這一發(fā)現(xiàn)證實(shí)并擴(kuò)展了Minear，Shah和Park(2002)的研究結(jié)果；而且所有年齡組被試在Stroop任務(wù)、言語(yǔ)及視覺(jué)空間工作記憶任務(wù)和瑞文推理測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)都有所提高，說(shuō)明任務(wù)轉(zhuǎn)換訓(xùn)練的獲益也可以遠(yuǎn)遷移到其他執(zhí)行控制加工能力，如抑制、工作記憶，以及其他認(rèn)知領(lǐng)域(如流體智力)，這種遷移效應(yīng)可以保持一年時(shí)間。
　　
　　2.3雙任務(wù)協(xié)調(diào)(Dual-task Coordination)
　　雙任務(wù)協(xié)調(diào)是指同時(shí)執(zhí)行兩項(xiàng)任務(wù)時(shí)分配注意資源的能力，例如狹路行走時(shí)進(jìn)行記憶活動(dòng)，開車的同時(shí)與人交談等，而老年人普遍存在這種注意控制上的困難(Hasher，Lustig，&Zacks，2007)。雙任務(wù)協(xié)調(diào)能力通常用雙任務(wù)虧損(dual task cost)來(lái)測(cè)查，即加工雙重任務(wù)與加工兩項(xiàng)單一任務(wù)的時(shí)間差異。與青年人相比，老年人存在更大的雙任務(wù)虧損(Verhaeghen，Steitz，Sliwinski，&Cerella，2003)。
　　在雙任務(wù)訓(xùn)練研究中，眾多研究者在訓(xùn)練過(guò)程中使用到兩種不同的加工策略：可變優(yōu)先加工(variable priority，VP)與固定優(yōu)先加工(fixed priority，F(xiàn)P)。在VP條件下，要求被試對(duì)兩個(gè)任務(wù)都盡快做出反應(yīng)，這就需要不斷地變換對(duì)兩個(gè)任務(wù)的優(yōu)先注意；在FP條件下，被試始終保持對(duì)某一任務(wù)的優(yōu)先注意，如當(dāng)兩個(gè)任務(wù)同時(shí)呈現(xiàn)時(shí)，先對(duì)其中一項(xiàng)任務(wù)進(jìn)行加工(Gopher，Weil，&Siegel，1989)。Kramer和Larish等人發(fā)現(xiàn)相比FP訓(xùn)練組，VP組能夠更快的掌握訓(xùn)練任務(wù)，有更多的訓(xùn)練獲益(如反應(yīng)時(shí)改善上，VP組30.8％，F(xiàn)P組16.6％)，而且VP策略能夠大大降低老年組和青年組在雙任務(wù)加工上的年齡差異，如VP組在反應(yīng)時(shí)上的年齡差異降低了32.5％(224～151ms)，而FP組的年齡差異反而增加了10.3％(217～242ms)，即表示VP老年組有更多的訓(xùn)練獲益，而當(dāng)時(shí)大 多研究發(fā)現(xiàn)老年組的訓(xùn)練獲益少于青年組或兩者獲益相當(dāng)，Kramer等人的這個(gè)結(jié)果可以說(shuō)是一個(gè)新的發(fā)現(xiàn)：而且VP組對(duì)新的任務(wù)情境有更多的遷移，如在遷移任務(wù)正確率的改善上，VP組提高了47％，而FP組僅提高了12.3％，且這些訓(xùn)練獲益的保持可維持45～60天(Kramer，Larish，&Strayer，1995；Kramer，Larish et al.，1999)。VP策略的優(yōu)勢(shì)同樣也體現(xiàn)在姿勢(shì)一認(rèn)知雙任務(wù)訓(xùn)練中，研究發(fā)現(xiàn)VP組的老年被試在步速上有更大改善，且只有VP組的訓(xùn)練效應(yīng)能夠保持3個(gè)月(Silsupadol et al.，2009)。
　　Bherer等人(2005)使用兩個(gè)簡(jiǎn)單的辨別任務(wù)作為訓(xùn)練任務(wù)，如高低音辨別(440Hz或990Hz，聽(tīng)覺(jué)任務(wù))與字母確認(rèn)任務(wù)(B或C，視覺(jué)任務(wù))，結(jié)果發(fā)現(xiàn)老年組與青年組的雙任務(wù)虧損都有所下降，兩組在反應(yīng)時(shí)上訓(xùn)練獲益相當(dāng)；在正確率指標(biāo)上，老年組表現(xiàn)出更好的成績(jī)改善，且老年組經(jīng)過(guò)對(duì)視聽(tīng)任務(wù)組合的訓(xùn)練后，在新的相同刺激模式的視聽(tīng)組合及不同刺激模式的視視組合兩類遷移任務(wù)上的雙任務(wù)虧損分別減少30％和25‰且這種訓(xùn)練獲益在訓(xùn)練結(jié)束一個(gè)月后依然存在，在隨后2006與2008年的研究中也同樣發(fā)現(xiàn)老年組注意控制能力存在可塑性。但是Bherer等人的系列研究并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)VP與FP這兩種加工策略的差異，與Kramer等人的研究結(jié)果不一致。
　　可以看出，VP訓(xùn)練策略的有效使用依賴于訓(xùn)練任務(wù)的難度水平，訓(xùn)練任務(wù)難易度的不同會(huì)造成訓(xùn)練結(jié)果上的差異。相比Kramer等人研究中較復(fù)雜的訓(xùn)練任務(wù)(監(jiān)測(cè)任務(wù)與字母數(shù)字任務(wù))，使用簡(jiǎn)單的辨別任務(wù)進(jìn)行訓(xùn)練(如Bherer等人的系列研究)就很難表現(xiàn)出VP策略的優(yōu)越性，但同時(shí)還應(yīng)注意，訓(xùn)練任務(wù)越復(fù)雜也不利于老年人從訓(xùn)練中獲益(Maquestiaux，Hartley，&Bertsch，2004)，如Gothe，Oberauer和Kliegl(2007)使用兩個(gè)不同類型的連續(xù)記憶更新任務(wù)進(jìn)行雙任務(wù)訓(xùn)練，訓(xùn)練任務(wù)本身具有較高的工作記憶負(fù)荷量，最終沒(méi)有發(fā)現(xiàn)老年組的訓(xùn)練獲益。而且，研究發(fā)現(xiàn)老年人在雙任務(wù)加工中使用了保守的執(zhí)行控制策略，更重視正確率而非速度，即便長(zhǎng)時(shí)間的練習(xí)后，還是以較慢的加工速度為代價(jià)來(lái)保證任務(wù)加工上較高的正確率。所以對(duì)于老年人來(lái)說(shuō)，還應(yīng)在訓(xùn)練過(guò)程中給予策略指導(dǎo)，鼓勵(lì)其使用更大膽的加工策略。
　　
　　2.4抑制優(yōu)勢(shì)反應(yīng)(Inhibition of Proponent Responses)
　　同樣，在任務(wù)完成過(guò)程中能夠排除干擾也是一項(xiàng)重要的注意控制能力。這里所講的抑制主要強(qiáng)調(diào)對(duì)優(yōu)勢(shì)行為(習(xí)慣、熟悉或正在進(jìn)行的動(dòng)作)的積極的、有意的抑制，是一種內(nèi)源性的行為控制。研究發(fā)現(xiàn)，老年人的抑制能力有所衰退(Hasher&Zacks，1988；Hasher，Zacks，&May，1999)，比如在干擾環(huán)境下很難將注意力集中在閱讀上，或是由于難以抑制與當(dāng)前任務(wù)無(wú)關(guān)的信息。在談話中出現(xiàn)更多脫離目標(biāo)的絮叨。
　　目前對(duì)老年人抑制訓(xùn)練的研究很少，僅有少量的研究發(fā)現(xiàn)老年人抑制的認(rèn)知可塑性。Stroop色詞測(cè)驗(yàn)是測(cè)量抑制能力的經(jīng)典范式。同青年組相比，老年組有較大的Stroop干擾效應(yīng)，但經(jīng)過(guò)色詞干擾任務(wù)的練習(xí)后，兩組的抑制能力均有所改善，雖然練習(xí)之后依然存在Stroop干擾效應(yīng)，但在Stroop干擾量的大小變化上，老年組在反應(yīng)時(shí)上的絕對(duì)獲益量(72ms)較高于青年組(25ms)(Davidson，Zacks，&Williams，2003)。老年組在經(jīng)過(guò)3周信號(hào)抑制任務(wù)(stop-signal task)訓(xùn)練后，在另外兩項(xiàng)抑制測(cè)驗(yàn)(Sffoop色詞測(cè)驗(yàn)和Hayling補(bǔ)句測(cè)驗(yàn))上的成績(jī)能夠有所改善(Lyrette，Langlois，&Bherer，2008)。而且除認(rèn)知訓(xùn)練外，抑制能力也可通過(guò)身體鍛煉來(lái)改善。在經(jīng)過(guò)十個(gè)月身體鍛煉后，老年組在Stroop色詞測(cè)驗(yàn)上的成績(jī)有顯著改善，且在反應(yīng)時(shí)(效應(yīng)值為0.93)和正確率(效應(yīng)值為0.72)上的改善幅度都很大(smiley-Oyen，Lowry，F(xiàn)rancois，Kohut，& Ekkekakis，2008)。可見(jiàn)執(zhí)行控制能力可通過(guò)認(rèn)知訓(xùn)練或身體鍛煉來(lái)改善，但是這些獲益是否是由同一潛在機(jī)制(或某一特定大腦部位)調(diào)節(jié)還需進(jìn)一步研究(Kramer&Willis，2002)。
　　
　　3　神經(jīng)可塑性的實(shí)證研究
　　
　　除了在行為水平上表現(xiàn)出來(lái)的認(rèn)知可塑性，其他研究者利用各種技術(shù)手段，如功能性核磁共振(fMRI)，、結(jié)構(gòu)性核磁共振(MRI)或擴(kuò)散張量成像(DTI)、磁共振波譜分析(MRS)等，分別在腦的功能水平、結(jié)構(gòu)水平(灰質(zhì)或白質(zhì))、以及分子水平(如神經(jīng)遞質(zhì))上發(fā)現(xiàn)了訓(xùn)練相依的神經(jīng)可塑性。
　　目前神經(jīng)可塑性研究較多關(guān)注在功能水平上。Olesen，Westerberg和Klingberg(2004)以青年人為被試進(jìn)行5周的視覺(jué)空間工作記憶訓(xùn)練，研究發(fā)現(xiàn)被試額中回及頂上小葉與頂下小葉腦區(qū)的激活增加，這一皮層活動(dòng)的變化說(shuō)明訓(xùn)練可以引起工作記憶神經(jīng)基礎(chǔ)的可塑性，Westerberg和Klingberg(2007)進(jìn)而發(fā)現(xiàn)這種激活的變化并非是額外腦區(qū)的激活，而只是已激活腦區(qū)在激活程度上的小幅增長(zhǎng)。Dahlin，Neely，Larsson，B~ckman和Nyberg(2008)的研究發(fā)現(xiàn)了青年組經(jīng)記憶更新任務(wù)訓(xùn)練后前額葉激活的降低。但青年人經(jīng)訓(xùn)練引起的神經(jīng)激活的變化并不限于在激活程度上簡(jiǎn)單地增加或降低。Erickson等人(2007a)在對(duì)青年組進(jìn)行雙任務(wù)訓(xùn)練(顏色辨別與字母確認(rèn))后，被試在行為指標(biāo)上的成績(jī)有所改善，且之前被激活的右腹側(cè)前額葉(VLPFC)經(jīng)訓(xùn)練后激活程度顯著下降；而背側(cè)前額葉(DLPFC)某區(qū)經(jīng)訓(xùn)練后激活程度增強(qiáng)，訓(xùn)練引起了與雙任務(wù)加工相關(guān)腦區(qū)在激活位置上的“轉(zhuǎn)移”，這種轉(zhuǎn)移可能表示認(rèn)知訓(xùn)練引發(fā)了大腦皮層功能的重組，從而得以改善任務(wù)加工上的表現(xiàn)。
　　隨后Erickson等人(2007b)考察訓(xùn)練引發(fā)神經(jīng)可塑性這個(gè)結(jié)果能否擴(kuò)展到執(zhí)行失調(diào)或有執(zhí)行缺陷的老年群體中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)老年組在DLPFC腦區(qū)激活降低，青年組激活增加，兩者在激活程度上出現(xiàn)趨同，這表明老年組可能學(xué)會(huì)了在任務(wù)協(xié)調(diào)中更有效的使用該腦區(qū)：老年組在VLPFC腦區(qū)激活的非對(duì)稱性(即單側(cè)化優(yōu)勢(shì))增強(qiáng)，具體來(lái)看，老年組左側(cè)VLPFC激活增強(qiáng)，這個(gè)區(qū)域靠近布洛卡區(qū)，表明老年組增加了對(duì)外部言語(yǔ)或內(nèi)部言語(yǔ)化策略的依賴。Brehmer等人(2008)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)工作記憶訓(xùn)練后，老年組在任務(wù)相關(guān)腦區(qū)(額、頂、顳)的激活下降，表明訓(xùn)練可以改善老年組的腦功能及神經(jīng)效率。在這些研究中，訓(xùn)練所引起的腦區(qū)激活程度的改變都可發(fā)生在最易隨增齡而出現(xiàn) 萎縮的前額葉，從而表明，在這些腦區(qū)出現(xiàn)的年齡相關(guān)的功能衰退并不是年老化必然的過(guò)程，可以通過(guò)訓(xùn)練有效地減緩甚至逆轉(zhuǎn)。
　　另外，從神經(jīng)可塑性角度也可解釋存在于遷移效應(yīng)上的年齡差異，從上部分可以看出老年人存在一些積極的遷移效應(yīng)，但相對(duì)于青年人，老年人的遷移效應(yīng)還較少。研究發(fā)現(xiàn)老年人訓(xùn)練遷移的產(chǎn)生會(huì)因年齡相關(guān)的腦功能衰退而受到限制。已有研究表明更新加工與紋狀體有關(guān)，Dahlin等人(2008)發(fā)現(xiàn)，青年組在訓(xùn)練后加工字母記憶任務(wù)(同訓(xùn)練任務(wù))和3－back任務(wù)(近遷移任務(wù))時(shí)其左側(cè)紋狀體出現(xiàn)了激活程度的增強(qiáng)：老年組在訓(xùn)練前紋狀體激活不顯著，在訓(xùn)練后只在加工字母記憶任務(wù)時(shí)的激活程度有所增加，但是在3-back任務(wù)上激活程度沒(méi)有出現(xiàn)顯著的改變，結(jié)合行為指標(biāo)，只有青年組出現(xiàn)了在3－back任務(wù)上的近遷移效應(yīng)，研究者由此認(rèn)為老年組在更新訓(xùn)練中遷移效應(yīng)的局限性可能反映了年老化過(guò)程中紋狀體的功能缺陷。
　　除了腦功能水平上的神經(jīng)可塑性，近來(lái)研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)鍛煉或技能學(xué)習(xí)，成人大腦依然可以發(fā)生結(jié)構(gòu)上的變化。在經(jīng)過(guò)6個(gè)月的有氧鍛煉后，老年組的前額葉、顳葉及頂葉的灰質(zhì)和白質(zhì)容量增加，而青年組卻沒(méi)有顯著變化(colcombe et al.，2003；Colcombe et al.，2006)，，而且老年組的這種鍛煉獲益減少了腦容量萎縮的風(fēng)險(xiǎn)，在前扣帶皮層(ACC／SMA)、右顳上回(nSTG)、右側(cè)額中回(rtMFG)與白質(zhì)前連合(AWM)分別降低了42.1％，33.7％，27.2％與27.3％。此外，在經(jīng)過(guò)三個(gè)月甚至短暫一周的接拋球雜耍訓(xùn)練后，學(xué)習(xí)雜耍者在主要負(fù)責(zé)運(yùn)動(dòng)信息存儲(chǔ)與加工處理的腦區(qū)(如顳中區(qū)、頂內(nèi)溝)的灰質(zhì)容量均出現(xiàn)了顯著的雙邊擴(kuò)展(Draganski et al.，2004；Driemeyer，Boyke，Gaser，Bfichel，&May，2008)，老年組也能出現(xiàn)相同的增長(zhǎng)(Boyke，Driemeyer，Gaser，Buchel，&May，2008)，且大腦自質(zhì)也可隨訓(xùn)練發(fā)生增長(zhǎng)(sch01z，Klein，Behrens，&Johansen-Berg，2009)。這些結(jié)果均表明，成人可通過(guò)鍛煉引發(fā)神經(jīng)可塑性，大腦神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)速度得以提高進(jìn)而改善了行為表現(xiàn)，對(duì)于老年人來(lái)說(shuō)，隨年老化出現(xiàn)的大腦結(jié)構(gòu)萎縮(Raz，2000)也可得到一定程度的緩解。
　　而且，對(duì)神經(jīng)可塑性的研究還可深入到腦的分子這一細(xì)微層次，如與工作記憶關(guān)系最密切的中樞多巴胺系統(tǒng)。McNab等人(2009)發(fā)現(xiàn)在經(jīng)過(guò)14個(gè)小時(shí)的工作記憶訓(xùn)練后，伴隨著工作記憶能力的提高，被試的前額和頂葉皮層區(qū)的多巴胺D1受體發(fā)生了變化，多巴胺D1受體系統(tǒng)的這一可塑性表明了認(rèn)知活動(dòng)與大腦生化成分的相互作用。在另一項(xiàng)研究中，Valenzuela等人(2003)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)記憶訓(xùn)練的老年組其海馬區(qū)的神經(jīng)生化發(fā)生變化，膽堿與肌酸這兩類能量代謝物質(zhì)的信號(hào)值升高，表現(xiàn)為神經(jīng)元能量提高，這有利于突觸信號(hào)的傳遞。
　　
　　4　研究評(píng)述與展望
　　
　　就目前對(duì)各項(xiàng)執(zhí)行功能訓(xùn)練而言，可以發(fā)現(xiàn)老年人能夠通過(guò)訓(xùn)練提高相應(yīng)的目標(biāo)能力，表明了老年執(zhí)行功能認(rèn)知可塑性的存在。一般情況下，老年人的絕對(duì)訓(xùn)練獲益量相比青年人更高，原本在任務(wù)加工上的年齡差異降低甚至消失，而且在工作記憶訓(xùn)練研究中還可發(fā)現(xiàn)老年組在訓(xùn)練后能夠達(dá)到甚至超過(guò)青年組訓(xùn)練前的基線水平。現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)老年組對(duì)這些訓(xùn)練獲益的保持在幾個(gè)月后的測(cè)查中依然存在，甚至可達(dá)18個(gè)月之久，但老年組認(rèn)知可塑性的保持還是相對(duì)有限的，有時(shí)可能還需要一定量的恢復(fù)訓(xùn)練來(lái)維持有限的可塑性。
　　在訓(xùn)練遷移方面，目前四類執(zhí)行功能表現(xiàn)出的可遷移性存在一定的差異。如在記憶更新、雙任務(wù)協(xié)調(diào)和抑制能力的訓(xùn)練上，老年人只出現(xiàn)了很少的近、遠(yuǎn)遷移，這與之前大多訓(xùn)練研究的結(jié)果一致。以往研究發(fā)現(xiàn)大多認(rèn)知訓(xùn)練產(chǎn)生的遷移很少，或者只是特定于訓(xùn)練任務(wù)或特定于某一認(rèn)知加工上的有限的近遷移(Ball et al.，2002；Williset al.，2006)。不過(guò)可喜的是，研究發(fā)現(xiàn)對(duì)注意轉(zhuǎn)換的訓(xùn)練可改善抑制能力、工作記憶與智力(Karbach，2008)，這一結(jié)果說(shuō)明對(duì)老年人進(jìn)行某些執(zhí)行功能的訓(xùn)練可使整體的認(rèn)知功能得以提高，體現(xiàn)出這種認(rèn)知訓(xùn)練的相對(duì)優(yōu)越性。這種在可遷移性上的差異也反映了認(rèn)知訓(xùn)練研究中的一個(gè)普遍問(wèn)題，即各項(xiàng)認(rèn)知能力在訓(xùn)練的難易度上是有差別的，哪種認(rèn)知功能可訓(xùn)練且可遷移到其他能力或行為上的程度是不同的(Thorell，Lindqvist，Bergman Nutley，Bohlin，&Klingberg，2009)。但是，目前對(duì)老年執(zhí)行功能訓(xùn)練可遷移性的研究還很缺乏，部分執(zhí)行功能訓(xùn)練是否真的沒(méi)有遠(yuǎn)遷移效應(yīng)值得進(jìn)一步研究。例如，就雙任務(wù)和抑制的訓(xùn)練而言，現(xiàn)有研究更多關(guān)注訓(xùn)練的近遷移，未來(lái)研究應(yīng)對(duì)訓(xùn)練的遠(yuǎn)遷移投入更多的關(guān)注：在工作記憶或記憶更新的訓(xùn)練上，現(xiàn)有研究大多發(fā)現(xiàn)對(duì)n-back任務(wù)的訓(xùn)練并沒(méi)有出現(xiàn)對(duì)智力的遠(yuǎn)遷移，而已有研究發(fā)現(xiàn)對(duì)青年組的雙n-back訓(xùn)練可改善其智力(Jaeggi，Buschkuehl，Jonides，&Perrig，2008)，另一方面，工作記憶廣度與智力關(guān)系密切(Ackerman，Beier，&Boyle，2005)，那么對(duì)老年人進(jìn)行工作記憶廣度的訓(xùn)練是否能夠遷移到智力的提高上也值得進(jìn)一步研究。
　　在對(duì)訓(xùn)練方案的優(yōu)化上，首先，新的訓(xùn)練方式或訓(xùn)練策略的使用能夠促進(jìn)訓(xùn)練效應(yīng)的產(chǎn)生，如老年人在靈活設(shè)定和調(diào)整任務(wù)加工順序(task priority)時(shí)有困難，而可變優(yōu)先加工策略就指向老年人的這種加工缺陷，從而老年人可以從訓(xùn)練中有更多獲益。也就是說(shuō)，針對(duì)老年人尚存但不能有效運(yùn)用的功能進(jìn)行訓(xùn)練，可能是促進(jìn)訓(xùn)練和遷移的有效方法(Bissig&Lustig，2007)。其次，應(yīng)該注意到各種策略在遷移效應(yīng)(尤其是近遷移)上的差異。如言語(yǔ)化策略或自適應(yīng)訓(xùn)練并沒(méi)有促進(jìn)遷移的產(chǎn)生，而任務(wù)的多樣性就可以促進(jìn)遷移的產(chǎn)生(schmidt&Bjork，1992)，這是眾多研究者普遍認(rèn)同的學(xué)習(xí)或訓(xùn)練的原則，Karbach(2008)的實(shí)證研究結(jié)果也與之一致，但應(yīng)注意，在對(duì)執(zhí)行功能的訓(xùn)練上，除了受訓(xùn)練目標(biāo)能力的影響，這種策略的有效使用也可能受到任務(wù)難度的限制，在Dahlin等人(2008)研究中使用的訓(xùn)練任務(wù)為4類動(dòng)態(tài)記憶任務(wù)，該研究中的任務(wù)多樣性卻沒(méi)有支持對(duì)遷移的促進(jìn)作用。所以在未來(lái)研究中，要注意不管是對(duì)訓(xùn)練效應(yīng)還是對(duì)遷移效應(yīng)的促進(jìn)上，訓(xùn)練目標(biāo)能力及其任務(wù)難度都可能會(huì)影響到訓(xùn)練策略的有效使用。
　　目前對(duì)執(zhí)行功能神經(jīng)可塑性的研究較少，但現(xiàn)有的研究發(fā)現(xiàn)，認(rèn)知訓(xùn)練可改變?nèi)蝿?wù)相關(guān)腦區(qū)的腦功能，身體鍛煉或技能訓(xùn)練可增加大腦灰質(zhì) 和白質(zhì)容量，而且訓(xùn)練還可使大腦生化成分發(fā)生變化從而改善神經(jīng)效率。老化的腦可積極應(yīng)對(duì)“衰老”，這是近年來(lái)對(duì)老年神經(jīng)可塑性從理論探索或?qū)嵶C研究上所達(dá)成的共識(shí)，雖然專門針對(duì)老年執(zhí)行功能神經(jīng)可塑性的實(shí)證研究有限，但從腦機(jī)制上看，前額葉萎縮最多，但可塑性也最強(qiáng)(Greenwood，2007)，所以在著重考察執(zhí)行功能認(rèn)知可塑性的同時(shí)，也可加強(qiáng)對(duì)神經(jīng)可塑性多層次的系統(tǒng)研究，探究執(zhí)行功能訓(xùn)練在腦的功能、結(jié)構(gòu)及神經(jīng)遞質(zhì)上對(duì)任務(wù)加工行為的作用，從而全面了解訓(xùn)練與腦、認(rèn)知的相互作用。
　　老年執(zhí)行功能可塑性研究還具有重要的理論意義，可對(duì)現(xiàn)有的認(rèn)知年老化理論進(jìn)行支持或驗(yàn)證。例如，如果對(duì)執(zhí)行功能的訓(xùn)練能夠提高老年人的日常認(rèn)知功能，就可以為執(zhí)行衰退假說(shuō)提供有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)的支持。如果對(duì)抑制能力的訓(xùn)練能夠提高老年人的工作記憶能力，就可以為抑制控制理論(Hasher&Zacks，1988；Hasher et al.，1999)提供有力的支持，該理論認(rèn)為，由于抑制能力衰退，一些無(wú)關(guān)因素更容易進(jìn)入到工作記憶中，使其效率降低，從而導(dǎo)致其他認(rèn)知能力的衰退。
　　認(rèn)知訓(xùn)練所追求的目標(biāo)是能夠改善老年人的日常生活能力，但就現(xiàn)有的執(zhí)行訓(xùn)練研究，大多是采用實(shí)驗(yàn)室測(cè)驗(yàn)來(lái)評(píng)定遷移效應(yīng)，對(duì)日常生活能力的遠(yuǎn)遷移效應(yīng)的考察還很匱乏，這種執(zhí)行功能訓(xùn)練的生態(tài)學(xué)效度還應(yīng)作為未來(lái)研究重點(diǎn)關(guān)注的課題。一方面可以在執(zhí)行訓(xùn)練結(jié)果評(píng)定中加入測(cè)定日常生活能力的相關(guān)指標(biāo)。如記憶訓(xùn)練的結(jié)果評(píng)定中設(shè)計(jì)了生態(tài)學(xué)任務(wù)，如購(gòu)物清單回憶、周計(jì)劃活動(dòng)記憶、面孔一名字記憶等測(cè)驗(yàn)(Cavallini，Pagnin，&Vecchi，2003)，或加工速度訓(xùn)練中有對(duì)日常駕車行為的測(cè)定(Ball，Edwards，&Ross，2007)；另一方面，探索有生態(tài)學(xué)效度的執(zhí)行功能訓(xùn)練任務(wù)或訓(xùn)練形式也是一個(gè)研究途徑。以往眾多記憶研究發(fā)現(xiàn)，老年人很難將訓(xùn)練中的記憶策略遷移到日常生活中去(Rebok，Carlson，&Langbaum，2007)，但是如果記憶訓(xùn)練任務(wù)本身具有生態(tài)學(xué)效度(如用分類策略來(lái)指導(dǎo)記憶購(gòu)物清單)，還是可以發(fā)現(xiàn)對(duì)日常認(rèn)知活動(dòng)的積極改善(Ban et al.，2002)。
　　總的看來(lái)，可塑性的研究是認(rèn)知年老化研究領(lǐng)域的一條新的思路。對(duì)老年人的執(zhí)行訓(xùn)練研究使我們發(fā)現(xiàn)了老年執(zhí)行功能的認(rèn)知可塑性和神經(jīng)可塑性的存在，同時(shí)執(zhí)行訓(xùn)練的遷移效應(yīng)為執(zhí)行功能訓(xùn)練事半功倍的訓(xùn)練效果提供了直接證據(jù)。更重要的是，對(duì)老年人執(zhí)行功能可塑性的系列研究符合當(dāng)下倡導(dǎo)的“積極老齡化”的理念，使老年人積極應(yīng)對(duì)衰老，提高心理適應(yīng)性，維持他們生活的自主性和生活質(zhì)量，并最終減輕老齡化對(duì)家庭和社會(huì)造成的負(fù)擔(dān)。

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