（发展与教育心理学专业论文）执行功能和心理理论的关系——发展和神经机制研究.pdf

摘要 执行功能和心理理论的关系 一一发展和神经机制研究 发展与教育心理学专业博士研究生：张婷 指导教师：李红教授 摘要 心理理论是指个体知晓自己和他人情绪、愿望、想法、意图等心理状态，并 且能根据这些心理状态推测和分析自己与他人行文的能力。执行功能是指对个 体的意识和行为进行监督和控制的各种操作过程，它包括认知灵活性、计划能 力、工作记忆和抑制控制等方面在内的多种高级认知加工能力。这两种能力对 个体的发展和正常生活而言都非常重要。根据以往研究，执行功能对儿童心理理 论的发展和个体完成心理理论推理时都起着至关重要的作用，但其机制尚不清 楚。本文在以往研究的基础上，继续深入探讨执行功对心理理论发展和加工的影 响。 本文共有四个研究： 研究一沿用了h a l a ( 2 0 0 3 ) 的研究模式，重复考察了我国西部地区3 6 岁儿 童执行功能和心理理论的关系。其目的在于探讨我国西部地区3 - 6 岁儿童执行 功能和心理理论的发展情况，以及我国儿童执行功能和心理理论的关系与西方 儿童的异同。结果发现，西部地区儿童执行功能的发展与西方同龄儿童相似，3 4 岁是他们执行功能快速发展的时期；心理理论的发展则较西方和我国发达地 区儿童( 如北京、上海等地) 落后，5 , - - - , 6 岁是他们错误信念理解能力的快速发展 时期。在执行功能和心理理论的关系方面，研究一和国外研究的结果存在异同。 研究一显示，执行功能和心理理论的关系会因为二者不同的维度和成分以及发 展阶段的不同而变化。具体来说，混合成分的执行功能和知识理解能力关系显 著。在错误信念理解能力初步发展时期，工作记忆的执行功能和错误信念理解能 力关系显著混合成分的执行功能和错误信念理解能力的关系不显著；在错误 西南大学博士学位论文 信念理解能力发展的快速发展时期，二者关系的核心逐步向混合成分的执行功 能转移；在错误信念理解能力发展较为成熟的时期，混合成分的执行功能任务 成绩能较好的预测错误信念理解能力。研究一支持了心理理论的执行功能说，即 执行功能影响儿童心理理论的发展。 在研究一的基础上，研究二探讨了执行功能是如何影响3 6 岁儿童心理理 论发展的。据文献，执行功能可能通过两种途径影响心理理论的发展。出现论认 为执行功能影响儿童心理理论概念( 如错误信念概念) 的建构；表达论认为儿 童的心理理论已经基本完备，但是由于他们的执行功能发展欠缺( 如抑制控制 和工作记忆能力不佳) ，导致儿童无法完成相应的心理理论任务。研究二采用任 务成份分离的方法剥离了传统心理理论任务意外地点任务中的四个成分： a 知道信念导致行为：b 能根据他人而非自己的信念推测行为；c 抑制自己 所看到的物体位置；d 错误信念概念。在研究二所采用的四个信念任务中，标准 信念任务具有成份a ；区分信念任务具有成份a 、b ；冲突真实信念任务则包含 了前三个成分。1 1 3 名3 “岁儿童完成了四个信念任务和两个冲突抑制任务。结 果显示，随着抑制要求的增加，儿童在四个信念任务上的成绩逐渐下降；意外 地点的错误信念任务与冲突抑制相关显著。这说明，抑制现实和自己的观点在儿 童信念加工中发挥了重要作用；不仅如此，冲突抑制还参与了儿童错误信念概 念的建构。 在研究二的基础上，研究三考察了3 5 岁儿童在不同抑制控制要求的意外 地点错误信念任务中的表现，以此进一步探讨探讨抑制控制对儿童理解错误信 念的影响。研究三以标准意外地点任务为基础，将此任务改编为消失条件、拿走 条件和不确定条件的意外地点任务；并在实验一、二中分别对4 、5 岁和3 岁的 儿童施测。结果显示相比标准意外地点任务，消失和拿走条件能有效地提高4 、5 岁儿童的成绩，不确定条件能提高5 岁儿童的成绩，但三者都不能提高3 岁儿童 的成绩。进一步地实验三显示，至少有部分儿童在消失条件的高通过率是因为他 们根据物体的唯一位置来猜测答案。结果说明，通过适当的方式降低抑制控制难 度可以提高儿童在错误信念任务中的成绩；但是抑制控制不能对错误信念的理 解起决定性作用。 根据前面三个研究，可以发现执行功能对儿童心理理论发展的影响是双重 摘要 的。方面参与心理理论推理的在线加工，另一方面帮助儿童建构错误信念概 念。但就成人而言，他们几乎已经具备完成的错误信念理解能力，那么在成人阶 段执行功能对个体错误信念推理的影响又如何呢? 研究四运用事件相关电位技 术，探讨此问题。实验一比较了成人被试在完成标准和改编条件的意外地点任务 中错误信念推理诱发的e r p s 。在改编条件中，物体最终被另玩偶拿走。结果 表明，被试在标准条件的平均反应时显著地长于改编条件；在4 7 0 m s 到5 2 0m s 之间，标准条件错误信念推理诱发的e r p s 比改编条件的有着更明显的正走向： 源定位分析表明这一晚期正成分的差异定位于左侧额中回。造成两个条件e r p s 差异的原因可能是两类错误信念推理要求的抑制控制难度不同在标准条件中 个体需要抑制物体的真实位置，而在消失条件中则不需要。 实验二比较了成人被试在完成标准和改编条件的意外地点任务和真实信念 任务时的事件相关电位。在前两类任务中玩偶看见动物在地点a ，在玩偶离开后 动物跑到了地点b 或跑走了；在后一类任务中玩偶看见动物从a 跑到了b 。结 果发现两类错误信念任务诱发了更负的n 1 7 0 和更正的p 3 0 0 ，这暗示了个体在 推测玩偶信念时首先是回忆玩偶是否知晓物体的转移：在p s 0 0 5 5 0 上，改编条 件的错误信念推理诱发的e r p s 比标准条件和真实信念推理都更正这可能是因 为标准错误信念任务和真实信念任务的认知选择负荷大于改编条件的错误信念 任务；在5 5 0 m s 后，两类错误信念推理和真实信念推理相比，诱发了更正的晚成 分慢波( l s w ) ，这一成分可能和信念推理有关。实验二的结果扩充了实验一，结 果表明执行功能对信念加工的影响并非原来所认为的抑制控制。而是执行选择。 综合来看，本文结论如下：( 1 ) 在不同的发展阶段，不同维度的执行功能和 心理理论各成分的关系是不同的。在3 - 6 岁时期，混合成分的执行功能和知识 理解能力关系显著。在错误信念理解能力初步发展时期，工作记忆的执行功能和 错误信念理解能力关系显著，混合成分的执行功能和错误信念理解能力的关系 不显著；在错误信念理解能力发展的快速发展时期，二者关系的核心逐步向混合 成分的执行功能转移的趋势；在错误信念理解能力发展较为成熟的时期，混合 成分的执行功能任务成绩能较好的预测错误信念理解能力。( 2 ) 执行功能影响信 念理解的加工和发展，在儿童时期和成人时期执行功能对心理理论的影响机制 有差异。在儿童时期和成人时期。执行功能都在线参与信念推理，主要表现为帮 n l 西南大学博士学位论文 i一 助个体在不同的状态之间做出符合当前环境的选择。在儿童时期，除了对信念加 工的在线影响外，执行功能还促进儿童错误信念概念的建构；这可能是因为良 好的执行功能会给儿童提供一个理解和掌握错误信念概念的优良环境。( 3 ) 事件 相关电位研究表明，晚成分正波可能和信念推理过程中的执行选择有关。 关键词：执行功能；心理理论；错误信念；事件相关电位 i v a b s t r a c t i i ii l t h er e l a t i o nb e t w e e ne x e c u t i v ef u l l c t i o na n d t h e o r y o fm i n d ? d e v e l o p m e n t a ls t u d ya n dn e u r a lm e c h a n i s ms t u d y r e s e a r c hf i e l d ：d e v e l o p m e n t a la n de d u c a t i o n a lp s y c h o l o g y s u p e r v i s o r ：p r o f l ih o n g d o c t o rc a n d i d a t e ：z h a n gt i n g a b s t r a c t t h e o r yo fm i n d ( t o m ) r e f e r st ot h ea b i l i t yt ou n d e r s t a n do t h e rp e o p l e sm e n t a l s t a t e sa n dt oi n f e rt h e i rb e h a v i o r s e x e c u t i v ef u n c t i o n ( e f ) r e f e r st oas e to fh i g h e r o r d e rc o g n i t i v es k i l l s 也a ta r er e s p o n s i b l ef o rc o n s c i o u sa n de f f o r t f u lc o n t r o lo f t h o u g h ta n db e h a v i o r b o t ht o ma n de fa r ei m p o r t a n tf o rh u m a nd e v e l o p m e n ta n d s o c i a ll i f e a c c o r d i n gt op r e v i o u ss t u d i e s ，e fi n f l u e n c et h ed e v e l o p m e n to ft o ma n d t h eo n - l i n ep r o c e s s i n gb yc o n s t r u c t i n gt h ec o n c e p t i o no ft o ma n di n h i b i t i n gt h e p r e p o t e n tr e s p o n s e h o w e v e r , s of a rt h ed e t a i l e dm e c h a n i s mo ft h ei n f l u e n c ef r o me f t ot o mh a sn o tb e e nc l e a r n ep r e s e n ts t u d i e sf o c u s e do ns u c hm e c h a n i s m , a n dt h e r e w e r ef o u rs t u d i e s t h ef i r s ts t u d ya d o p t e dt h r e et y p e so fe x e c u t i v ef u n c t i o n ( e f ) t a s k sw h i c h c a m ef r o mh a l a ss t u d y , a n df o u r ( t o m ) q u e s t i o n st oe x a m i n et h er e l a t i o nb e t w e e n t o ma n de fi n114c h i n e s ec h i l d r e na t3y e a r sa n d6y e a r s i tw a sf o u n dt h a tt h e a b i l i t yt oa t t r i b u t ei g n o r a n c ea n dt h ee fm a t u r e da ta b o u tf o u ry e a r s ，a n dt h ef a l s e b e l i e f ( f b ) u n d c r s t a n d i n ga b i l i t yb e c a m em a t u r e a ta b o u tf i v ey e a r s t h a tt h e d e v e l o p m e n to fe fw a se a r l i e rt h a nf bu n d e r s t a n d i n gs u p p o r t e dt h eh y p o t h e s i so f r u s s e l lt h a te fw a st h ep r e c o n d i t i o no ff bu n d e r s t a n d i n ga b i l i t y n er e l a t i o n b e t w e e nt o ma n de fw a sc h a n g e da c c o r d i n gt ot h ed i f f e r e n td e v e l o p m e n t a ls t a g e s o ft o ma n de f , o rt h ed i f f e r e n tc o m p o n e n t so rd i m e n s i o n o nt h eo n eh a n d , a tt h e e l e m e n t a r yd e v e l o p i n gs t a g eo ff bu n d e r s t a n d i n ga b i l i t y , t h er e l a t i o nb e t w e e ni ta n d w o r k i n gm e m o r ye fw a ss i g n i f i c a n t ；a tt h e f a s t d e v e l o p i n gs t a g e o ff b u n d e r s t a n d i n ga b i l i t y , t h ef o c u so ft h er e l a t i o nw a st r a n s f e r r e dt ot h er e l a t i o nb e t w e e n i ta n de fc o m b i n e d 弧也w o r k i n gm e m o r ya n di n h i b i t o r yc o n t r o lg r a d u a l l y ；a tt h e d e v e l o p e ds t a g eo ff bu n d e r s t a n d i n ga b i l i t y , i tw a ss i g n i f i c a n t l yr e l a t e dt ot h e c o m b i n e de f o nt h eo t h e rh a n d , t h ea b i l i t yt oa t t r i b u t ei g n o r a n c ew a sa l w a y s v 西南大学博士学位论文 s i g n i f i c a n t l yr e l a t e dt ot h ec o m b i n e de f o nt h eb a s i so fs t u d yl ，s t u d y2i n v e s t i g a t e dh o we fi n f l u e n c e dt h e d e v e l o p m e n to fc h i l d r e n st o m a c c o r d i n gt od o c u m e n t s t h e r em i g h tb et w ow a y s b yw h i c he fi n f l u e n c e dt o m t h ee x p r e s s i o na c c o u n ti m p l i c a t e sp o o re fa st h e c a u s eo fy o u n gc h i l d r e n sf a i l u r et oe x p r e s st h e i rf a l s eb e l i e fc o n c e p t i o nt h a t l e y a l r e a d yh a v ea c q u i r e d ( r u s s e l l ，19 9 6 ；m o s e s ，2 0 01 ) 1 1 1 ee m e r g e n c ea c c o u n th o l d s t h a te f m i g h ta c t u a l l yt a k ep a r ti nc o n s t r u c t i n gf a l s eb e l i e fc o n c e p t i o n ( r u s s e l l ，19 9 6 ； m o s e s ，2 0 0 1 ) t oi n v e s t i g a t et h ec o n t r o v e r s yi n v o l v i n gt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nf a l s e b e l i e f ( f b ) a n de x e c u t i v ef u n c t i o n f ) ，f o u rc o m p o n e n t si na nu n e x p e c t e dl o c a t i o n f bt a s kw e r es e p a r a t e db yd e s i g n i n gac o n f l i c t i n gt r u eb e l i e ft a s ka n da d o p t i n g s t a n d a r da n dd i v e r s eb e l i e ft a s k s n ef o u rc o m p o n e n t sw e r e a c t i n ga c c o r d i n gt o b e l i e f ，d i f f e r e n t i a t i n g a n o t h e r s b e l i e f ，i n h i b i t i n gr e a l i t yb i a s ，a n d f b u n d e r s t a n d i n g c h i l d r e n3t o6y e a r so l d0 n = 10 5 ) p a r t o o ki nt h e s eb e l i e f t a s k sa n di n t w oc o n f l i c tc o n t r o lt a s k s c h i l d r e n sd i f f i c u l t yi nt h ef bt a s kr e f l e c t e dal a c ko ff b c o n c e p t i o n , r a t h e rt h a n i n h i b i t i o no fr e a l i t y o n l yt h el o c a t i o nf bt a s kw a s s i g n i f i c a n t l yr e l a t e dt ot h ee ft a s k , a f t e rr u l i n go u ta g ea n dp p v ts c o r e s o v e r a l l ， t h e s er e s u l t ss u p p o r t e dt h ee m e r g e n c eo v e rt h ee x p r e s s i o na c c o u n t n e x t , i ns t u d y3t h e r ew e r et h r e ee x p e r i m e n t st oe x p l o r ec h i l d r e n s p e r f o r m a n c eo nf a s l eb e l i e ft a s k sw i t hd i f f e r e n te x e c u t i v ed e m a n d i n g s i nt h ef i r s t e x p e r i m e n t ，t h ei n h i b i t i n gd e m a n d sw e r em a n i p u l a t e di nf o u rc o n d i t i o n s ，w h i c ha r e t h es t a n d a r dc o n d i t i o n ，t h ed i s a p p e a r e dc o n d i t i o n ，t h et a k e na w a yc o n d i t i o na n dt h e u n c e r t a i nc o n d i t i o n n ee x p e r i m e n t1w a sp u r p o s e dt oi n v e s t i g a t ew h i c hc o n d i t i o n c o u l ds i g n i f i c a n t l yi m p r o v e4 - a n d 5 - y e a r - o l dc h i l d r e n sp e r f o r m a n c ec o m p a r e d 谢也 t h es t a n d a r dc o n d i t i o n 1 1 1 es e c o n de x p e r i m e n tr e p l i c a t e dt h ep r o d u c eo f e x p e r i m e n t 1a n dw a sp u r p o s e dt oi n v e s t i g a t ew h e t h e r 3 - y e a r - o l dc h i l d r e n sp e r f o r m a n c ew o u l d i n c r e a s ei nt h e s ec o n d i t i o n s i ne x p e r i m e n t3 ，t w on e wc o n d i t i o n sw e r ed e s i g n e dt o i n v e s t i g a t ew h e t h e r4 - a n d5 - y e a r - o l d c h i l d r e n s i m p r o v i n gp e r f o r m a n c ei n d i s a p p e a r e dc o n d i t i o ni ne x p e r i m e n t1w a sb e c a u s eo ft h ee f f e c t i v em a n i p u l a t i o no r w a sd u et ot h e i rr a n d o mg u e s s t h er e s u l t sw a sa sf o l l o w i n g e x p e r i m e n t1a n d2 s h o w e dt h a tc o m p a r e dt ot h es t a n d a r dc o n d i t i o n ，t h ed i s a p p e a r e da n dt a k e n - a w a y c o n d i t i o nc o u l ds i g n i f i c a n t l yi m p r o v e4 - 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4 0 0 m sp o s t - s t i m u l u s ，b o t ht y p e so ff br e a s o n i n ge l i c i t e dt h em o r ep o s i t i v ep 3 0 0 t h a nt br e a s o n i n ga tc e n t r a l - p a r t i a lc o r t e x ；n e x tf r o m5 0 0 - 5 5 0 m s ，t ba n ds t a n d a r d f br e a s o n i n ge l i c i t e dt h em o r en e g a t i v e p o t e n t i a l st h a na d a p t e df br e a s o n i n ga t v 西南大学博士学位论文 f r o n t a l c e n t r a le l e c t r o d e s ；f i n a l l y , t h el a t es l o ww a v ei nf bb e l i e ft a s k sw e r em o r e p o s i t i v et h a nt h a t i nt bt a s k so nt h el e f th e m i s p h e r e e x p e r i m e n t2d e c l a r e do n c e m o r et h a tt h el a t ep o s i t i v ec o m p o n e n t sm i g h tb ei m p o r t a n tf o re fp r o c e s s i n gi n b e l i e fr e a s o n i n g h o w e v e r , t h i se x p e r i m e n ti m p l i e dt h a tt h er o l eo fe fi nb e l i e f r e a s o n i n gw a sn o ti n h i b i t i n gp r e p o t e n tr e s p o n s e sa st h ep r e v i o u ss t u d i e sp r o p o s e d , b u tw a sc o g n i t i v es e l e c t i o n t a k e nt o g e t h e r , t h e s ef o u rs t u d i e ss h o w e dt h a t ( 1 ) t h er e l a t i o nb e t w e e nt o m a n de fw a sv a r i a b l ef o rt h ed i f f e r e n tc o m p o n e n t sa n dd e v e l o p m e n t a ls t a g e s ；( 2 ) e f i n f l u e n c e dt o mb yt w ow a y s ，e ft o o kp a r ti nc h i l d r e na n da d u l t s o n l i n et o m p r o c e s s i n ga n df o rc h i l d r e no n l ye fh e l p e dc h i l d r e nw i t hc o n s t r u c t i n gf a l s eb e l i e f c o n c e p t ；( 3 ) l a t ep o s i t i v ec o m p o n e n t sn l i g h tr e l a t e dt oe x e c u t i v es e l e c t i o ni nt o m p r o c e s s i n g k e y w o r d ：e x e c u t i v ef u n c t i o n ；t h e o r yo fm i n d ；f a l s eb e l i e f ；e v e n t r e l a t e d p o t e n t i a l s 学位论文题目： 独创性声明 本人提交的! 学位论文是在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果论文中引用 他人已经发表或出版过的研究成果，文中己加了标注。 学位论文作者：弓鼬忍 签字日期：沙f 。年够月；。日 学位论文版权使用授权书 本学何论文作者完全了解两南人学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国 家有关部i j 或机构送交论文的复印f ，1 和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权似南大学 研究生部可以将：学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采j h 影印、缩 印或扫描等复制手段保存、汇编学何论文。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权书，本论文：际保密，口 保密期限至年月止) 。 学位论文作者签名： 冬缸磊 |l 签字日期：砂fo 年争月7 口日 导师签名： 签字日期： 扩1 。年争月1 o 日 第一部分文献综述 奠置一ii i | 第一部分文献综述 1 1 执行功能 1 1 1 执行功能的定义 执行功能( e x e c u t i v ef u n c t i o n ，e f ) 由于其内涵的复杂并涉及多种高级认知 能力，所以对此概念的界定至今尚无一个统一的标准。从整体上讲，执行功能是 指对个体的意识和行为进行监督和控制的各种操作过程( 李红，高山，王乃弋， 2 0 0 4 ；z e l a z o & m i i l l e r , 2 0 0 2 ) ，它包括了认知灵活( c o g n i t i v ef l e x i b i l i t y ) ( o z o n o f f & j e n s e n ，19 9 9 ；h o n g w a n i s h k u l ，h a p p a n e y , l e e & z e l a z o ，2 0 0 5 ) 、计划能力 ( p l a n n i n g ) ( o z o n o f f & m c e v o y , 19 9 4 ) 、工作记忆( w o r k i n gm e m o r y ) ( s i m p s o n & r i g g s ，2 0 0 5 ；w b l f e & b e l l ，2 0 0 7 ) 和抑制控制( i n h i b i t o r yc o n t r 0 1 ) ( b e r w i d ，k e r a ， m a r k s ，s a n t r a , b e n d e r h a l p e r i n ，2 0 0 5 ) 等方面在内的多种高级认知加工能力。 执行功能在发展心理学和发展心理病理学领域已经得到广泛的研究，研究揭 示了一系列相对稳定的结果( z e l a z o & m t i l l e r , 2 0 0 2 ) ：( 1 ) 执行功能的发展最早 始于出生后1 2 个月；( 2 ) 执行功能的发展具有宽泛的年龄跨度，重要的发展转折 点大约出现在2 5 岁，个体大约在1 2 岁的时候能够在很多执行功能测试上达到 成人行为水平，而在另外一些测试上则要到成年期才得到全面的发展( b e s t ， m i l l e r & j o n e s ，2 0 0 9 ) ；( 3 ) 个体在执行功能任务上的失败可能是由于不同的情境 和年龄差异造成的；( 4 ) 尽管执行功能通常被理解为领域一般性的能力，但是与 情绪相关的“热”执行功能和与纯粹认知相关的“冷”执行功能在表现上却有巨大 差异；( 5 ) 执行功能不同方面的损伤会造成不同的发展性障碍，例如孤独症 ( h i l l ，2 0 0 4 ) 和多动症( b e r w i d , e ta 1 ，2 0 0 5 ) 就是执行功能损