工作记忆训练的研究进展

田晓飞

(福建师范大学教育学院，福建福州，350117)

工作记忆指的是对信息的暂时存储和加工，在认知加工过程中发挥着重要作用。工作记忆的容量一直被看作是工作记忆的一个稳定特征，但是最近有研究发现，有效的训练可以扩大工作记忆容量。工作记忆能力的提高是否可以带来认知功能的改善也引起了相关研究者的关注。越来越多的研究发现，进行相关的工作记忆训练，有助于改善工作记忆缺陷人群的认知功能，促进一系列重要认知能力的发展。这些研究有重要的理论价值和实践意义。因此，本文主要介绍了国外关于不同工作记忆训练策略的相关研究，以期为今后的研究提供一定的理论参考。

一、工作记忆与其他高级认知过程

工作记忆在高级认知中发挥着重要作用。研究证明，工作记忆容量不仅可以预测个体在流体智力方面的差异，而且可以预测个体的阅读、解决问题及推理等认知能力。

工作记忆系统的组成有助于理解工作记忆与高级认知之间的关系。一般将工作记忆系统分为特定领域和一般领域两种成分。工作记忆训练的特定领域包括与特定类型信息的保持和相关策略的处理，其中应用最广的是言语复述策略，这种策略需要使用内部言语机制对信息进行保存。相反，工作记忆训练的一般领域与特定类型的信息或感觉形态无关，但却有助于信息的编码、保持及提取。工作记忆训练的这种一般领域过程与注意控制、减少无关信息的干扰及管理特定领域相关策略的机制等有关。而且，与特定领域的工作记忆训练相比，一般领域的工作记忆训练似乎更能说明工作记忆对高级认知的高预测效度。因此，虽然不同的工作记忆训练可以影响不同的工作记忆过程，但是最一般化的应该是以一般领域为目标的训练机制。

二、工作记忆训练的生理基础

对人类神经影像的研究表明，工作记忆与大脑感觉皮层及前额叶皮质的激活程度有关。具有不同工作记忆容量的个体，大脑顶叶皮质的激活程度也不同。[1]随着儿童工作记忆的发展，其顶叶沟回和前额叶皮质等与记忆任务相关的大脑区域的活动也会增强。

工作记忆训练可以增强大脑相关区域的激活程度。Takeuchi等的研究结果证明，工作记忆训练可以激活背外侧前额叶皮层、顶叶皮层、基底核等区域的活动。[2]Olesen等采用多功能核磁共振成像技术，对被试进行工作记忆训练前进行多次成像测试，训练后再进行一次测试，结果发现经过训练的被试前额叶皮质和顶叶激活程度增强。[3]工作记忆训练不仅可以提高与训练任务相关的记忆容量，同时可以提高其他认知加工能力。使用特定的任务对工作记忆进行训练会激活大脑某些相关皮层区域，进而促进个体对与该任务具有相同神经网络基础的任务的完成，并且激活的大脑皮层越高级，工作记忆训练效果的迁移就会越多。

除了对大脑皮层激活程度的研究，研究者还对工作记忆训练和多巴胺系统之间的关系进行了探索，因为多巴胺系统对工作记忆及神经可塑性都具有重要的作用。McNab等在一项工作记忆训练对多巴胺受体浓度影响的实验中发现，经过5周的训练，每一个被试的工作记忆水平都有显著提高，这种提高与多巴胺受体的减少显著相关。[4]

三、工作记忆的训练方法

不同的工作记忆训练方法对工作记忆容量的改善及高级认知能力的提高会产生不同的效果和作用。根据工作记忆系统的不同成分，可以将工作记忆训练方法分为策略训练和核心训练两大类。策略训练主要是通过对特定领域策略的运用，帮助个体记住大量特定类型的信息，而核心训练则是对以一般领域为目标设计的有工作记忆参与的任务进行复述。

(一)策略训练模式

策略训练模式主要是提高个体完成需要复述延迟信息任务的能力。在策略训练研究中，实验者向被试介绍策略训练的具体方法并提供练习环节，以此来提高被试对该策略的熟悉度和兴趣，鼓励被试使用该策略。

策略训练模式主要通过言语复述策略和精细编码策略实现。对儿童工作记忆的研究发现，复述策略的使用和回忆量呈正相关。[5]这可能是由于复述策略的使用减少了其他无效策略使用的干扰。除此之外，策略训练模式还可以通过精细编码策略实现，包括分组记忆、设计故事及利用表象加工等，这些策略可以直接提高个体的记忆表现。Ericsson及其同事在一项研究中，要求跑步爱好者记住80个数字，在记忆之前用精细编码策略训练被试，告知被试可以将这些数字与保存在长时记忆中的经验相结合。研究表明，通过训练，个体记住数字的量可以得到显著提高。[6]

策略训练模型不仅可以用于健康的成人群体，同时可以用于注意缺陷多动症、阅读障碍、酒精谱系障碍等具有工作记忆缺陷的特殊群体。

(二)核心训练模式

核心训练的研究主要指对需要工作记忆参与任务的复述，这些任务是以一般领域的工作记忆机制为目标设计的。核心训练主要是通过加强一般领域工作记忆加工来增加工作记忆容量的。如果这些过程得到加强，不仅有助于完成与训练相似的任务，同时可以提高其他认知能力。工作记忆一般领域的成分与执行控制、流体智力及阅读理解力之间有很强的关系，因此核心训练可以预测这些能力的高低。Klingberg等的研究发现，核心训练可以提高个体的认知控制力及健康成人的一般流体智力。[7]

核心训练模式一般采用“kitchen-sink”方法。“kitchen-sink”方法是将不同的刺激类型综合起来影响工作记忆系统的多功能成分。这种方法的优势就是训练的多样化可以保证记忆训练的效果，并且会产生效果的迁移，但是刺激的多样性也使得我们很难搞清楚是哪些成分在起作用，或者是工作记忆的哪些机制在发挥影响。对注意缺陷综合征的儿童进行的实验发现，采用这种整合性的记忆训练方法后，这些儿童的症状减轻，同时认知控制和一般流体智力水平也得到提高。[2]

其他的核心训练方法也会产生效果的正向迁移。Jaeggi等采用一种适应性的连续工作记忆任务训练方法，这种任务需要对听觉言语序列和视觉空间序列同时追踪，结果发现被试的一般流体智力水平得到了明显的提高。[8]

对个体进行记忆训练的目的是提高个体在日常生活中的各种认知能力，而核心训练模式不仅可以提高个体的工作记忆容量，而且可以使这种效果得到迁移，提高其他认知活动的水平。

(三)其他训练模式

除了上面介绍的两类训练模式外，还有一种内隐的工作记忆训练模式，这种模式最初是由Klingberg及其同事在对注意缺陷多动症儿童的研究中发展而来的。[6]在训练中，要求个体对工作记忆任务进行重复，并且在每次的试验中，对任务完成的情况进行反馈，并对完成较好的任务进行奖励。这种模式的有效训练时间是每天30—40分钟，每周训练5天，连续训练5周。这种策略不同于其他策略：首先，没有明确告知被试应该采用何种方法去记忆；其次，这种策略主要通过电脑完成，而不是面对面的测试，从而可以根据被试调整其记忆负荷。

这种内隐的工作记忆训练模式不仅可以提高一般的工作记忆容量，而且改变测试材料的类型或测试方法后，工作记忆训练也会产生明显的效果，甚至6个月后，记忆训练的效果依然显著。

四、不足与展望

工作记忆训练不仅可以提高工作记忆容量，而且可以提高其他高级认知加工能力。对于那些因工作记忆容量有限而影响学习及日常生活的个体来说，工作记忆训练可以作为一种补救措施，提高他们的工作记忆力，改善认知加工水平。但是目前的研究仍然存在一些不足和需要改进的地方。

首先，现有工作记忆训练的相关研究大都是在实验室进行的，这与实验室环境以外的应用之间有一定的差异，因此在今后的研究中应该探索与实际接近的训练方法，提高实验的外部效度。

其次，工作记忆训练的研究大多采用单一指标对训练结果进行测量，但在解释其结果的时候，又会扩大这一指标的解释力。比如研究证明，工作记忆训练可以提高个体的阅读理解能力，但实际研究中只是对单一的阅读技巧进行了测量。因此，为了减少这个问题的影响，在以后的研究中应该使用多层次的评估指标对训练效果进行测量。

再次，目前工作记忆训练研究标准化程度较低。不同的研究采用不同的训练方法，不同的方法之间缺乏可比性，因此很难证明是否不同的训练方法对不同特定领域的认知技能都可以产生效果。在今后的研究中应该建立标准化的研究，增加不同训练策略和方法的可比性。

除此之外，工作记忆训练研究中还有一些问题有待解决：为使认知能力得到一定程度的提高，需要多长时间及多大强度的工作记忆训练？如何长久地保持这种训练效果？这些问题的解决有助于工作记忆训练的应用和推广。

[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.

[2] Klingberg，T. et al. Computerized training of working memory in children with ADHD-a randomized， controlled trial [J]. J. Am. Acad. Child Adolesc. Psychiatry， 2005(44)：177-186.

[3] Olesen，P. et al. Increased prefrontal and parietal brain activity after training of working memory [J]. Nat. Neurosci， 2004(7)：75-79.

[4] McNab，F. et al. Changes in cortical dopamine D1 receptor binding associated with cognitive training [J]. Science，2009(323)：800-802

[5] Flavell，J. H. et al. Spontaneous verbal rehearsal in a memory task as a function of age [J]. Child Development，1966(2)： 283-299.

[6] Ericsson，K.A. et al. Acquisition of a memory skill [J]. Science， 1980(208)：1181-1182.

[7] Klingberg，T. et al. Training of working memory in children with ADHD. J. Clin [J]. Exp. Neuropsychol，2002(24)：781-791.

[8] Aeggi，S. M. et al. Improving fluid intelligence with training on working memory [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America， 2008(19)：6829-6833.