孤独症儿童工作记忆的研究现状

　　摘要

　　从20世纪80年代开始 ,执行功能逐渐成为发展心理学研究的一个热点 ,因此孤独症执行功能的探讨也逐渐受到关注。其中作为孤独症执行功能障碍中一个非常重要组成部分的工作记忆更是成为了当今孤独症研究中的一个热点问题。本文在对文献资料进行梳理的基础上,系统介绍了孤独症儿童工作记忆的研究方法和孤独症儿童工作记忆的主要研究成果。最后 ,对孤独症儿童工作记忆的研究进行了小结和展望。

　　关键词 　　孤独症 　 空间工作记忆 　 言语工作记忆

　　分类号 　　 B846

　　1 　 前言

　　1943年 ,美国约翰霍普金斯大学 LcoK anner 教授通过对11名儿童的临床观察 ,发表了题为 《情感交流的孤独性障碍》 (Autistic disturbances of affetive contact) ,提供了世界上第一例孤独症案例报告 ,从此拉开了研究孤独症儿童的序幕。孤独症是一种病因未明的广泛性发展障碍(pervasive developmental dis order) ,也被称为自闭症。Wing 和 G ould (1979)在伦敦南部 Camberwell 地区 ,对所有的15 岁以下儿童调查后 ,提出了孤独症的三个主要症状:社会交往障碍、 刻板行为和语言发展障碍[ ]。这三种主要症状被认为是孤独症的核心特征 ,也是临床诊断的基础。迄今为止 ,研究者们已从不同角度做了许多工作 ,但仍然没有找到孤独症确定的发病原因。近年来 ,在对孤独症行为表现的研究中 ,三种认知理论得到了更广泛的认同。其中执行功能障碍说已成为孤独症心理学研究中最有影响力的理论之一。孤独症执行功能障碍理论源于 1978 年 Damasin 和Maurer 的报道 ,他们比较了孤独症与那些额叶脑部受损的患者对任务的执行情况后 ,提出了执行功能障碍说[2 ]。Rumsey 首次正式进行了关于孤独症执行功能的实证研究 ,运用威斯康星卡片分类测验(the Wisconsin Card S orting Test ,WCST)分别施测于高功能孤独症个体和正常个体。在年龄匹配的条件下 ,发现孤独症个体的总错误数、 持续反应数、 持续错误反应数明显高于正常组[3 ]。从 20 世纪 80 年代开始 ,执行功能逐渐成为发展心理学研究的一个热点 ,因此孤独症执行功能的探讨也逐渐受到关注。其中作为孤独症执行功能障碍中一个非常重要的组成部分的工作记忆更是成为了当今孤独症研究中的一个热点问题。工作记忆是由Baddeley在短时记忆研究基础上提出的 ,指负责协调存储和加工的容量有限的系统[4 ]。经近些年的实验验证 ,它是一个相当成功的模型[5 ]。最初的工作记忆模型包括三个系统:言语回路负责存储与言语有关的信息;视空间模板被描述为负责视觉和空间(非言语信息)记忆;容量有限的中央执行系统作为两个子系统的计划者和监控者 ,提供加工和整合信息的策略 ,同时它也有自己的加工和存储功能[5 ]。目前 ,心理学界普遍把工作记忆定义为在处理复杂认知任务(新颖的、 熟悉的或已经形成技能的任务)中对与任务相关的信息的控制、 规划和主动保持 ,它涉及多重表征编码和不同的子系统。

　　2 　 孤独症儿童工作记忆的主要研究介绍

　　2. 1 　 孤独症儿童的言语工作记忆研究有关孤独症儿童记忆功能的研究开始于 20 世纪60年代 ,但是由于遗忘症理论 ,有关的研究结果并没有得到人们的重视。早期的研究并不是很理想 ,而且有关的研究结果被人们错误地引用。到目前为止 ,有关孤独症儿童言语工作记忆的研究得到了比较一致的结论 ,即当任务比较简单的时候 ,孤独症儿童言语工作记忆是相对完整的 ,但是随着任务复杂性的增加 ,他们的工作记忆就会出现缺损。

　　Hermelin 和 O’ C onnor 等人以孤独症儿童和正常儿童为被试(其中孤独症儿童为实验组 ,正常的儿童为控制组) ,让他们回忆随机出现的单词、 罕见的单词、 以及按顺序回忆不规则句子中出现的单词。结果发现:被试在回忆随机出现的单词以及罕见的单词的时候 ,实验组和控制组之间并不存在显著性差异 ,但是在按顺序回忆出现在不规则句子中的单词时 ,实验组儿童的回忆的准确率显著的低于控制组儿童[6 ]。Boucher 让孤独症儿童和正常儿童为被试 ,以他们最近经历过的事情为实验材料让被试去记忆 ,结果发现对基本事件的记忆 ,高功能孤独症儿童和正常儿童之间并不存在显著性差异;但是让被试记忆那些最近经历过的动作时 ,即使控制了他们的语言水平 ,高功能孤独症儿童回忆的正确率率显著的低于正常儿童[7 ]。Loisa Bennetto 等人以19个孤独症儿童为研究组 ,以 19 个正常的儿童为临床对照组 ,采用句子广度任务和计数广度任务对孤独症儿童的言语工作记忆进行了探讨。结果发现:孤独症儿童在高负荷的句子广度任务中的平均得分显著低于临床对照组儿童的得分 ,但是在低负荷的句子广度任务中两者并不存在显著性差异[8 ]。

　　Diane L. Williams[9 ]等人以高功能孤独症儿童作为实验组 ,以正常被试作为控制组 ,采用N - back任务对孤独症儿童的言语工作记忆进行了测量。在N - back任务中 ,包括了三个实验条件:基线条件(0 - back) ,1 - back ,2 - back。在每个条件下 ,刺激在电脑屏幕上都是随机呈现的 ,所有刺激包括15个字母:分别是A ,F ,H , I ,J ,K,L ,M,O ,P ,Q ,R ,S ,U 和Y。在基线的条件下 ,被试需要记住的目标字母是每个刺激序列中呈现的第一个刺激 ,当被试看到目标时就按按钮作出反应。在 1 - back 条件下 ,被试判断当前屏幕上呈现的字母与其前一个字母是否相同在2 - back 条件下 ,被试判断当前呈现的字母与其前倒数第二个是否相同。如果被试对目标刺激作出正确的反应我们就称为命中 ,如果由于被试没有发现所呈现的刺激是与前一个刺激(1 - back条件)或者前倒数第二个刺激是相同的 ,从而未对目标刺激作出反应我们就把他称为漏报 ,如果被试在目标刺激没有呈现的时候对刺激作出反应 ,则会出现虚惊现象。在这个任务中 ,主要记录被试命中时的反应时 ,计算虚惊率和错误率(漏报率作为错误百分率) 。结果发现 ,实验组和控制组被试在击中率和虚惊率上不存在显著性差异。采用重复测量方差分析对三种实验条件下实验组和控制组被试的反应时进行了分析 ,结果发现 ,实验条件的主效应显著 ,当需要记忆的项目增加时:实验组和控制组被试的反应时都增加 ,但是实验组所增加的反应时和控制组所增加的反应时之间不存在显著性差异;组别的主效应不显著 ,即实验组和控制组之间在反应时上不存在显著性差异;实验条件和组别之间的交互作用不显著。所以 Diane L. Williams 等人认为孤独症儿童的言语工作记忆是相对完整的。Minshew和 G oldstein等人也是对孤独症儿童言语工作记忆研究得比较深入的专家。在 1995 年的时候 ,他们以高执行功能孤独症儿童和正常儿童为被试 ,探讨了信息加工需求的增加和损伤出现之间的关系。在实验中 ,主试让被试完成言语任务 ,即先呈现一系列单词让被试进行记忆 ,然后将他们转换成句子和故事。结果发现:在记忆简单的信息时 ,孤独症儿童的成绩和正常儿童之间并不存在显著性差异 ,但是当句子的语法复杂性增加 ,高功能孤独症个体在任务中的表现变得更差[10 ]。在 2001年 ,Minshew和 G oldstein 采用成套听觉和视觉记忆测验对孤独症儿童的言语工作记忆进行了研究 ,结果发现:在字母广度任务中 ,孤独症儿童的记忆成绩与正常儿童的记忆成绩并没有存在显著性的差异;但是在任务复杂性增加的词语广度和句子广度任务中 ,与正常儿童相比 ,孤独症儿童的记忆成绩更差。他们认为 ,由于任务的复杂性增加时 ,孤独症儿童个体不能很好的运用语篇结构和组织策略来支持记忆 ,因而使他们对信息的记忆能力开始受到损害 ,并且这种损害随着任务复杂性的增加变得越来越明显[11 ]。

　　2. 2 　 孤独症儿童空间工作记忆研究

　　虽然到目前为止 ,有关孤独症儿童的言语工作记忆的研究得到了比较一致的结论 ,即认为孤独症儿童的言语工作记忆是保持完整 ,但是 ,有关孤独症儿童的空间工作记忆的研究 ,并没有得到很一致的结论。有的研究者发现孤独症儿童的空间工作记忆是相对完整的 ,有的研究者研究发现 ,与正常儿童相比 ,孤独症儿童的空间工作记忆能力更差。

　　有关孤独症儿童空间工作记忆的研究始于1991年 Ozonoff 等人的研究 ,在该研究中 Ozonoff 等人使用河内塔任务对孤独症儿童的空间工作记忆进行了探讨 ,结果发现 ,与正常儿童相比 ,孤独症儿童的空间工作记忆明显受到了损伤[12 ]。此后 Ben2netto 和 Pennington、 Hughes和 Russell、 Ozonoff 和Jens2en等人也采用河内塔任务 ,并得到了相同的研究结果[13 - 14 ]。此外 Shelly D. Steele 等人在 1999 年采用眼动延迟反应任务对 26 个高执行功能孤独症儿童的空间工作记忆进行了探讨 ,结果发现与正常儿童相比 ,孤独症儿童的表现更差[15 ]。Minshew、 Luna 和Sweeney以孤独症儿童和正常儿童为被试 ,使用眼动来测量被试的空间记忆能力 ,结果发现 ,孤独症儿童在达到目标时反应抑制的错误率显著高于正常儿童 ,此外在准确率上 ,孤独症儿童也是显著地低于正常儿童。该研究还发现孤独症儿童的眼跳非常地接近目标位置 ,但是并不能到达精确的目标位置 ,他们并不是没有记住目标位置 ,只是他们的神经回路缺乏计算能力来预测精确位置[16 ]。在 2007年的时候 ,Shelly D. Steele 等人换了一种研究范式 ,采用 CANTAB 成套测验 ,以29名高功能的孤独症儿童和29名正常儿童为被试 ,对孤独症儿童的空间工作记忆进行了探讨[15 ]。在该项研究 ,主要以被试的“试验间搜索错误率” (between - trial search errors)和“试验内搜索错误率” (within - trial search errors)作为指标。结果发现:孤独症儿童的试验间搜索错误率显著地高于正常儿童 ,记忆负荷与组别之间的交互作用显著 ,记忆负荷的增加对孤独症儿童完成任务的影响显著地高于其对正常儿童的影响;采用配对样本t 检验进行统计分析 ,结果发现 ,当记忆负荷由4个盒子增加到 6 个盒子的时候 ,孤独症儿童和正常儿童的试验间搜索错误率都提高了 ,且均达到了显著性水平。当记忆负荷由 6 个变成 8 个的时候 ,正常儿童的试验间搜索错误率显著地提高了 ,但是孤独症儿童的试验间搜索错误率并没有发生显著的变化 ,这说明当记忆负荷在4到6个盒子的时候 ,孤独症儿童和正常儿童之间试验间搜索错误率的差异更为明显 ,当记忆负荷超过 6 个盒子的时候 ,并没有发现孤独症儿童的视空间记忆受到损害的现象。

　　Ozonoff 和 strayer在2001年的时候 ,放弃河内塔任务而采用类似于记忆刷新任务的活动记忆任务(running memory task) 、 空间记忆广度任务 ( Spatial Memory - Span Task)和找盒子任务(box - search task)作为测量空间工作记忆的方法 ,以高功能孤独症、T ourette 综合征和正常儿童作为被试 ,对孤独症儿童的空间工作记忆进行了研究 ,得到了一个相反的结论[17 ]。在该实验中 ,每种任务条件下因变量是不同的。例如 ,在活动记忆任务中 ,共有四种不同的图形 ,先在电脑屏幕上呈现其中的一个图形(初始刺激) ,然后在呈现一个探测图形 ,被试的任务是判断探测图形是否在初始刺激中呈现过 ,主试记录被试反应的正确率和反应时。在空间记忆广度任务中 ,主试记录被试反应的正确率和反应时;找盒子任务主要是是用来检验对视觉 — 空间位置的记忆 ,以电脑屏幕呈现的方式向被试呈现一些彩色的盒子(这些图形离中心点的距离是相同的) ,被试的主要任务是是通过触摸电脑屏幕上呈现的每一个盒子 ,看看里面是什么东西 ,并查找一个蓝色的令牌。在找到一个蓝色的令牌时 ,要将其放到电脑屏幕右端一个空的柱体容器中。他们的目标是收集足够多的蓝色令牌将屏幕右端的那个容器填满。一旦在一个独特的盒子中找到一个蓝色的令牌 ,那么这个盒子再也不会藏有令牌。被试必须记住他们已经搜索过的那些盒子和那些已经找到蓝色令牌的盒子。在该任务中 ,主要记录被试在不同的认知负荷条件下的 “搜索间错误” 和 “搜索内错误” 的次数 ,如果被试再去搜索那个先前已经搜索过并且已经找到目标物的盒子时 ,我们将这种错误称为“搜索间错误” 。 “搜索内错误” 是指被试对同一个搜索系列中对先前已经打开过并发现是空的盒子作出反应。

　　结果发现 ,组别的主效应不显著 ,即活动记忆任务上 ,还是空间记忆广度任务上 ,高功能孤独症儿童、T ourette综合征和正常儿童三者之间的反应时和正确率均不存在显著性。在找盒子任务上 ,三者的搜索间错误率和搜索内错误率均不存在显著性差异。这说明孤独症个体在这些任务上没有特殊性的损伤 ,与正常组比较没有明显的差别 ,即孤独症儿童的视空间工作记忆是相对完整的。国内的杨娟以孤独症、 多动症和正常儿童为被试 ,使用张拉艳、 周世杰等编制的 “工作记忆成套测验” 中的 “空间排序” 和 “空间后退” 任务 ,结果验证了ozonoff 等人的研究 ,发现孤独症儿童的空间工作记忆并没有受到损伤[18 ]。

　　3 　 孤独症儿童工作记忆研究的小结和展望

　　综上所述 ,有关孤独症儿童的言语工作记忆的研究得到了一致的结论 ,即当任务比较简单的时候 ,孤独症儿童言语工作记忆是相对完整的 ,但是随着任务复杂性的增加 ,他们的工作记忆就会出现缺损。而研究者得到的有关空间工作记忆的研究的结论却并非一致 ,笔者认为 ,可能是由于以下几方面的原因所产生的: (1)由于研究中记忆负荷的不同所引起的。例如 ,Ozonoff 和Strayer在2001年采用类似于记忆刷新任务的活动记忆任务 ( running memory task) 、 空间记忆广度任务(Spatial Memory -Span Task)和找盒子任务(box - search task) ,结果发现孤独症儿童的空间工作记忆是相对完整的。Shelly D. Steele 等人采用眼动延迟反应任务和CANTAB成套测验任务 ,结果发现 ,孤独症儿童的空间工作记忆受到了损伤。我们可以发现 ,完成 CNT2AB成套测验任务的过程中 ,随着记忆负荷的增加 ,被试需要记住每次试验时先前搜索目标的位置 ,因此记忆负荷比较大。同样的 ,在眼动延迟反应任务上 ,被试需要在没有任何便于记忆刺激位置的即时的感觉线索条件下 ,准确的记忆目标呈现的空间位置 ,这一过程所产生的负荷也是比较大的。相比之下 ,在完成活动记忆任务和空间记忆广度任务与找盒子任务过程中 ,所产生的记忆负荷则更少一些;(2)可能是由于研究中所采用的研究范式不同所引起的。孤独症儿童工作记忆的损伤可能跟记忆负荷有关 ,但是 ,也不难发现 ,即使使用了非常简单的眼动延迟反应任务 ,还是发现了孤独症儿童的工作记忆出现了损伤现象。此外 ,还可能与他们本身的研究范式有关。例如 ,采用眼动延迟反应任务和找盒子任务这两种研究范式中所产生的研究结果的差异 ,可能跟这两种范式本身对空间信息保持精确程度不同所引起的。在将目标藏在盒子的任务中 ,被试只需要记住在屏幕中呈现的盒子中 ,有哪些盒子中是藏了目标刺激 ,并不需要记住盒子呈现的准确的空间位置。但是 ,在眼动空间工作记忆任务中 ,被试需要在没有任何便于记忆刺激位置的即时的感觉线索条件下 ,准确地记忆目标呈现的空间位置; (3)实验中的任务是否在计算机上进行操作也会影响到研究结果。有一些支持 “电脑促进效应”(工作记忆的任务在计算机上进行操作可能会减少组间差异)的假设已经被一些研究所证实 ,研究者对两个独立的研究 ,采用两种不同类型的灵活性任务 ,证明当任务是由人们自己进行操控时 ,孤独症— 控制组之间的组间差异比任务由计算机进行操控时的差异要大很多。这可能是因为由人们自己操纵任务 ,需要一定程度的社会互动来提示正确的反应 ,而这一过程可能会使认知功能障碍放大了[19 - 20 ]。

　　因此 ,在未来探讨孤独症儿童工作记忆时 ,可以从以下两个方面进行:第一 ,控制组的选择范围可考虑拓宽 ,除了用弱智儿童和唐氏综合征儿童外 ,还可用其他障碍儿童 ,比如精神分裂症病人 ,因为与孤独症类似的某些症状在这些人群中也存在 ,也可以探讨孤独症严重程度不同的儿童工作记忆的缺损 ,更好地描述这种功能性混乱的神经学基础 ,探讨这一领域中孤独症儿童的认知能力的发展 ,评估该认知领域中工作记忆的缺损对他们的日常功能所产生的影响;第二 ,可以探讨在言语和空间工作记忆任务中 ,当记忆负荷发生改变和保持不变时 ,对空间和言语工作记忆能力进行比较 ,看看孤独症不同记忆负荷对儿童的言语和空间工作记忆的影响是否是相似的;第三 ,可以对 “电脑促进效应” (工作记忆的任务在计算机上进行操作可能会减少组间差异)的假设做进一步的验证 ,探讨利用这种假设来理解孤独症儿童的认知功能障碍。如果这种假设得到验证 ,那么我们就可以将信息以电脑的方式呈现 ,这样利于对孤独症儿童的教育和认知修复;第四 ,实验方法应该向多样化方向发展 ,采用前人的方法进行验证确实是一种研究手段 ,但是如果可以用新的研究方法得到相同的结果 ,则必将推动孤独症儿童工作记忆研究的深入发展。

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