认知灵活性的重构效应述评

覃 丽

（遵义职业技术学院 基础部，贵州 遵义 563000）

认知灵活性的重构效应述评

覃 丽

（遵义职业技术学院 基础部，贵州 遵义 563000）

认知灵活性帮助个体适应不断变换的环境，重构效应是认知灵活性的重要认知加工过程。重构效应的认知基础认为较长的CSI能减少转换代价；通过神经基础研究，发现任务－规则激活高于线索－规则激活。多效应并存和抑制控制效应并存、重构效应与抑制控制理论融合、热执行功能的研究取向或将成为重构效应的未来研究趋向。

认知灵活性；重构效应；认知神经基础

人类可以根据不同的环境需求，通过复杂的认知控制过程，根据既定目标，做出适当的反应。这种根据当前需要，确定既定目标，从一项活动转向目标活动的能力称为“认知灵活性”。认知灵活性可使个体的反应适合当前任务的需要，在某个特定的任务情境下产生最优反应。

认知心理学家试图采用不同的任务转换范式揭示认知灵活性的不同认知神经机制。鉴于儿童的言语、数字、图片等识别能力与成人存在很多差异，其研究范式与成人不同。常见的成人认知研究范式包括字母或数字分类任务组成的注意转换范式［1］、任务转换范式（一般包括两类组块即单一组块和切换组块，又可以分为单一任务、重复任务和切换任务。主要有单独任务范式、混合任务范式、预期任务转换范式、线索转换范式、间隔转换范式、随意转换范式）。儿童研究范式主要包含研究冷执行功能的研究方法的维度变化卡片分类任务和研究者于2006年改进的在计算机编程使用，测量反应时和准确率的“白天黑夜寻宝任务”［2］。

上述不同的转换范式多数是通过比较转换任务所产生的转换代价的来源、干扰因素、准备因素等，对认知灵活性的认知加工过程以及其神经基础进行深入探索研究，使认知灵活性任务转换的研究成为目前认知心理学领域的研究热点。本研究将对认知灵活性的重要机制——重构效应的认知神经机制进行述评。

一、重构效应

不同的研究范式揭示了认知灵活性的不同方面。但是，重构效应是目前比较公认的影响认知灵活性的重要成分［3，4］。“重构效应”指个体通过注意转移、将当前任务的反应规则提到工作记忆使先前的反应规则失效、启动等过程完成当前任务，如行为学方面的研究显示控制线索任务范式中的准备时间和预期任务范式中的个体预期都会影响其认知灵活性。

（一）重构效应的认知基础

该观点认为当准备时间足够长的时候，转换代价将会消失。当准备时间增加时，个体将会提前进行任务重构，而这将显著性降低转换代价，当准备时间继续增加时，转换代价将会持续减少直至消失。准备时间包括反应－刺激间隔（RSI）、线索－刺激间隔（CSI）。

重复任务的准备时间减少程度大于转换任务的准备时间减少程度。这两者之间的时间差就是转换代价。［5］采用交替转换范式，改变前一任务反应与后一任务刺激呈现之间的时间间隔（RSI），结果发现RSI越长，转换代价越小。他们认为，这种转换代价随着RSI增加而减小的现象是对以后任务的准备或者说是提前重构，也可能是前一任务的消退。有趣的是，这种效应只发生在block间，而在block内变化RSI却没有发现这种效应。［6］采用任务－线索范式对反应－线索时间间隔（RCI）进行控制，调整线索－刺激时间间隔（CSI），结果发现较长的CSI较较短的CSI的转换代价小。控制RCI也可以改变后一任务的准备状态。这两个实验说明延长刺激呈现之前的时间间隔可以降低转换代价，说明在执行任务转换之前的确存在重构效应。总之，重构效应可以通过不同的方式表现，例如变更准备时间（预期序列中的RSI和线索程序中的CSI）或者通过变更任务预期（比较预期条件和非预期条件下的反应时）。重构效应是转换任务和重复任务所共有的。

CSI的延长反映出的转换代价的降低被认为是重构效应的标志。然而，即使给予被试足够多的时间，转换代价依然不会消失，即“残余”转换代价。重构效应的双阶段理论认为，第一阶段在刺激呈现前发生，即被试刚刚完成上一个trial，开始下一个trial之前，称为“提前建构”，是重构效应的内源性成分。第二阶段在重构效应完成，刺激呈现后发生，是重构效应的外源性成分。另外一种“全或无”的解释则认为尽管被试尝试在刺激呈现前进行重构，但是只有部分是完成的。假如全部加工都完成，那么转换任务的反应时与重复任务的反应时相同，即转换代价消失，之所以这种现象不会出现是因为任务重建的过程包括从记忆中提取任务目标和规则，而这种提取可能是成功的也可能是失败的。因此找到影响提取的因素显得尤为重要，例如，目前有研究者从工作记忆的广度等方面进行研究，发现工作记忆广度大的被试其任务转换过程中的转换代价小于工作记忆广度小的被试［7］。也有研究者认为重构效应是线索编码和记忆提取的双重交互作用的结果。

（二）重构效应的神经基础

采用任务线索范式对任务规则激活的神经基础进行研究，发现任务－规则激活高于线索－规则激活。采用fMRI对任务转换范式中涉及的脑区进行研究，发现在任务重复条件和任务转换条件下，前额皮质均显著激活，但未发现涉及认知灵活性的特定区域。这可能是由于其任务范式太简单，没有对任务中的时间、线索等任务参数进行控制，或者是由于fMRI是高空间精确度，但其时间精确度很低，而认知灵活性更多以时间区分，导致不能区分脑区。采用ERP技术对线索－靶子加工工程中的任务转换进行研究，发现任务转换和重复任务均诱发P3b成分。准备时间反映了文本更新的内源性认知加工的P3b，因为P3b一般与反应速度有关。［8］研究发现线索呈现时转换trials诱发的顶叶400ms波幅较之重复任务trials更正。其它研究发现了类似的P3成分，但是，转换trials较之重复trials的线索呈现时诱发的500ms后部更正向，而前部更负向的波幅。这种“后部正向－前部负向”的波幅与行为学中的转换代价的降低显著相关。这种调节CSI所引起的ERP成分变化反应了重构效应过程。

二、未来研究趋向

（一）多效应并存——抑制控制效应并存

很多研究发现即使给予个体充分的准备时间，个体在完成转换任务时，转换代价依然存在，即“残余转换代价”，基于此，出现了抑制控制效应。该效应认为个体抑制能力的高低决定个体的认知灵活性的大小。之前不同任务、预期进行下一项不同任务以及分心刺激都将会对当前任务产生干扰［7］。

（二）重构效应与抑制控制理论融合

但是，随着研究的深入，有研究者发现，单纯的重构效应和抑制控制均不能解释任务转换中转换代价的产生、机制，［9］认为认知灵活性涉及到重构效应和抑制机制两种加工工程，并且两种过程是不可分割的。认知灵活性的转换代价由两种阶段构成：任务准备阶段和基于刺激的加工工程。例如在Stroop颜色－命名任务中，个体提前知道要做出的反应就必须对需要的反应规则进行提前激活，同时又要抑制当前不相关的刺激信息或反应规则。在重构效应间隙内，抑制过程和重构效应过程同时调节任务特异性信息的规则或目标，证明了重构效应和抑制控制的同时存在。研究范式为stroop冲突任务，相关线索提示或者无关线索提示时进行fMRI记录。发现“提前准备”的神经活动可以预测冲突任务成绩。

（三）认知灵活性的重构效应在特殊人群的应用研究

认知灵活性是执行功能的重要成分，灵活性的高低与个体的创造性、数学能力、艺术能力、运动能力、情绪控制能力等密切相关。如在校中小学生中有很多学生存在数学障碍问题，任务转换缺损是造成数学障碍的重要原因之一，近年来，任务转换也成为数学障碍研究的热点问题；孤独症儿童存在的刻板重复行为、人际冷漠、交流障碍等行为可能与此类儿童的认知灵活性能力低下有密切关系，目前已有部分研究者从事此类研究；抑郁症个体存在明显的负性加工偏向，这种偏向可能是由个体认知重构能力降低，导致对负性信息的转换能力降低引起的。

（四）热执行功能的研究取向

情绪，动机对认知灵活性的重构效应可能产生很大影响。不同情绪强度、不同情绪效价、不同情绪内容会影响个体对任务的准备状态，进而影响个体的转换代价，产生特殊的重构效应。［10］用正性情绪刺激对3岁个体的规则应用灵活性的影响进行研究。发现情绪可以影响个体的认知灵活性，而正性情绪可以提高个体的认知灵活性。王艳梅对积极情绪对任务转换的影响进行研究，发现积极情绪和消极情绪对任务转换影响的相反模式［1］。但是，该类研究仅仅是对涉及情绪变量的认知灵活性特点进行研究，并没有对情绪影响认知灵活性的原因进行研究，而这很可能是由于个体对不同情绪信息的重构效应的差别产生的。因此，未来研究需加强对涉及情绪、情绪信息、动机等因素对重构效应的影响机制。

［1］王艳梅，郭德俊.积极情绪对任务转换的影响［D］.优秀硕士论文数据库，2006.

［2］袁旦，张智君.任务转换加工机制述评［J］.应用心理学，2009（3）.

［3］Dibbets，P.，Jolles，J.The Switch Task for Children：Measuring mental exibility in young children［J］.Cognitive Development，2006（21）.

［4］Kiesel.A.，Steinhauser.M.，Wendt.M.，Falkenstein.，Jost.K.，Philipp.A.M.，Koch.I.，Control and interference in task switching－a review［J］.Psychological bulletin，2010（5）.

［5］Rogers，R.D.，＆Monsell.S..The cost of a predictable switch between simple cognitive tasks［M］.Journal of Experimental Psuchology：General，1995.

［6］Meiran，N.Reconfiguration of processing mode prior to task performance［M］.Journal of Experimental Psychology：Learning，Memory，and Cognition，1996.

［7］Tharp，I.J.，＆Pickering，A.D.Individual differences in cognitive－？exibility：The in？uence of spontaneous eyeblink rate，trait psychoticism and working memory on attentional set－shifting［EB／OL］.Brain and Cognition.doi：10.1016／j.bandc.2010.10.010.

［8］Nicholson，R.，Karayanidis，F.，Bumak，E.，Poboka，D.，＆Michie，P.T.ERPs dissociate the effects of switching task sets and task cues［M］.Brain Reasearch，2006.

［9］Vandierendonck，A.，lifeooghe，B.，Verbruggen，F.Task switching：interplay of reconfiguration and interference control［J］.Psychology bulletin，2010（4）.

［10］Qu，l.，Zelazo，P.D.The facilitative effect of positive stimuli on 3－year－olds’？exible rule use［J］.Cognitive Development，2007（22）.

G420

A

1673－1395（2011）07－0093－03

2011－06－12

覃丽（1975－），女，贵州遵义人，讲师，博士研究生，主要从事教育学、心理学、心理健康教育研究。

责任编辑 袁丽华 E－mail：yuanlh＠yangtzeu.edu.cn