（基础心理学专业论文）中央执行功能对延迟折扣的影响.pdf

中文摘要 当决策面临的结果是己知的情况下 人们常常会通过结果获得的时间长短 来比较不同结果的价值 一个渴望得到或拒绝的结果的价值会随着时间的推迟而 缩减 因此快速的或即时的奖罚会比延迟的奖罚会产生更大的影响 决策的这种 现象被称为延迟折扣 延迟折扣率是反映被试冲动性的指标 中央执行功能是工作记忆的核心内容 并且在许多高级认知活动中发挥作 用 其主要成分包括抑制 转换 更新和选择 本文考察了中央执行功能与延迟 折扣任务之间的关系 通过延迟折扣任务将中央执行功能各成分与冲动性联系起 来 揭示了二者之间的内在联系 并尝试从中央执行功能这一新的角度来解释延 迟折扣现象 说明中央执行功能的差异可能是造成个体在延迟折扣任务中决策风 格是否具有冲动性的重要原因 同时 通过冲动性量表的测量也丰富了有关冲动 性的研究 实验得到的主要结论有 1 预备试验结果表明 中国被试在延迟折扣任务中的表现与国外被试相似 同样符合双曲线函数 2 在彳i 同的附加任务影响情况下 中央执行功能的转换与抑制成分会影响个 体的延迟折扣率使个体形成冲动性的决策风格 3 在不同的选项数量情况下 中央执行功能的刷新与选择成分同样会影响个 体的延迟折扣率从而使个体表现出冲动性 4 个体的中央执行功能得分高低与冲动性以及个体在延迟折扣任务中的表现 存在显著的正相关 中央执行功能可以作为反映个体在延迟折扣任务中表现或冲 动性的一种指标 关键词 中央执行功能延迟折扣延迟折扣率冲动性 a b s t r a c t w h e nm a k i n gd e c i s i o n so rc h o i c e s i n v o l v i n gk n o w no u t c o m e s p e o p l et y p i c a l l yw e i g h tt h ev a l u eo fa no u t c o m eb yt h et i m ei t t a k e st o o b t a i nt h eo u t c o m e t h ev a l u eo fad e s i r a b l eo ru n d e s i r a b l ec o n s e q u e n s e w i l lt y p i c a l l yd e c r e a s ea st h ec o n s e q u e n c eb e c o m e sm o r er e m o t emt i m e s or e w a r do rp u n i s h m e n tt h a ti sa v a i a b l ei m m e d i a t e l yh a sm o r ei m p a c to n p e r f o m a n c et h a nr e w a r do rp u n i s h m e n tt h a ti sd e l a y e d t h i sa s p e c to f d e c i s i o nm a k i n gi sr e f e l l r e dt oa sd e l a yd i s c o u n t i n g d e l a yd i s c o u n t i l l gr a t e i sa ni n d e xo f 砷p u l s i v e n e s so fi n d i v i d u a l c e n t r a le x e c u t i v ef u n c t i o ni so n eo ft h ec o m p o n e n t si nt h ew o r k i n g m e m o 叫m o d e l w h i c hp l a y sa ni m p o r t a n tr o l ei nm a n yh i 曲e rc o g n i t i v e p e r f o n n a n c e s i tc o n t a i n ss w i t c h i n ga t t e n t i o n u p d a t i n gm e m o 拶 s e l e c t i o n a n d 讪i b i t i o n t h ea i mo ft h es t u d yi st oi d e n t i 矽t h er 0 1 e so fc e fi nd e l a y d i s c o u n t i n gt a s ka n d t h er e l a t i o n s h i pb e t w e e nc e f a n d 硫p u l s i v e n e s s t h e r e s u l t sm d i c a t e dt h a tt h ec e fh a sh p a c to nd i s c o u n t i n gr a t ea n d i m p u l s i v e n e s s t h ep r e a r r a n g e m e n ts t u d ys h o w e dt h a ti 1 1d e l a yd i s c o u n t i n g t a s kc h i n e s ea l s of i tw i t ht h eh y p e r b 0 1 i cd i s c o u n t i n g1 i n e1 i k ef b r e i g n e r s t h ec o n c l u s i o n so ft h ef h s ta n ds e c o n ds t u d i e si n c l u d i n g m i b i t i n g s w i t c h i n g 吡e n t i o n u p d a t i n ga n ds e l e c t i n gc a ni n f l u e n c et h ed i s c o u n t i n g 1 1 r a t ew h e nt h ew o r k l o a do fc e fu n d e rd i 伺融r e n tc o n d i t i o n s f u r t h e r a s t r o n g d i r e c tr e l a t i o nw a sf o u n db e t w e e nm e a s u r e so fi m p u l s i v e n e s s c e n t r a le x e c u t i v e 如n c t i o n a n dd i s c o u n t i n g o f d e l a y e d r e w a r d s t h u s l i m i t so nc e f e i t h e ri n 仃i n s i co re x t r i n s i c 2 u r ep r e d i c t i v eo fam o r e i r i l p u l s i v ed e c i s i o n m a k m gs t y l e k e yw o r d s c e n t r a le x e c u t i v em n c t i o n d e l a yd i s c o u n t i n gd e l a y d i s c o u n t i n gr a t ei l n p u l s i v e n e s s 关于学位论文独立完成和内容创新的声明 本人向河南大学提出硕士学位中请 本人郑重声明 所呈交的学位论文是 本人在导师的指导下独立完成的 对所研究的课题有新的见解 据我所知 除 交中特别加以说明 标注和致谢的地方外 论文中不包括其他人已经发表或撰 写过的研究成果 也不包括其他人为获得任何教育 科研机构的学位或证书而 使用过的材料 与我一同工作的同事对本研究所做酌任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意 学位申请人 学住论文作者 签名 生圄 兽 2 0 秒 年石月z 日 7 l 关于学位论文著作权使用授权书 本人经河南大学审核批准授予硕士学位 作为学住论文的作者 本人完全 了解并同意河南大学有关保留 使用学位论文的要求 即河南大学有权向国家 图书馆 科研信息机构 数据收集机构和本校图书馆等提供学位论文 甄质文 本和电子文本 以供公众检索 查阅 本人授权河南大学出于宣扬 展览学校 学术发展和进行学术交流等目的 可以采取影印 缩印 扫描和拷贝等复制手 段保存 汇编学位论文 纸质文本和电子文本 涉及保密内容的学位论文在解密后适用本授权书 学位获得者 学住论文作者 签名 生旦重 2 0 口孵6 月k 曰 学住论文指导教师签名 兰墨鱼 2 0 d 罗年 月 占日 1 引言 第一部分文献综述 对延迟折扣的研究是从经济学领域中描述人的行为选择开始的 当行为选择 中的选项只在一个维度上有变化时 选择的结果较易预测 例如 当两个奖励只 在数量维度上变化时 人们将会选择大奖励而不是小奖励 类似地 如果两个奖 励只在获得时间上有变化 人们将会选择近的奖励而不是远的奖励 当决策面临 的选项存在差异的情况下 人们常常会通过结果获得的时间长短来比较不同结果 的价值 当选项不仅在一个维度上变化时 例如 当一个人面临一个较小的但是 能很快得到的奖励和一个较大的但要经过延迟才能得到的奖励时 人们将怎样做 出选择呢 研究发现 在人们的行为选择过程中 数量较大的选择其主观价值会随着时 间的推迟而缩减 决策的这种现象被称为延迟折扣 或称为决策的冲动性 短视 性 即快速的数量较小的奖罚比延迟的但是数量较大的奖罚会对个体产生更大的 影响 近年来 将延迟折扣观点应用于行为选择中的实验研究越来越多 这种研 究取向能够应用于普通心理学尤其是临床心理学中自我控制 戒毒治疗等的课题 研究 还可以应用于人事管理 职业生涯决策等应用领域中 古典经济学以 理性经济人 假设为基础对决策进行规范性研究 然而近年 来普遍认为决策行为中存在非理性的因素 当人们面临不确定的因素而必须做出 决策时 会不断地表现出非理性的行为 逻辑分析上的前后矛盾以及决策困难 决策失误等情况 庄锦英 2 0 0 6 人们对延迟奖励的选择行为虽不同于风险决策 却同样体现出了非理性的特征 另一方面 对中央执行功能的关注来自于对工作记忆的研究 工作记忆 w 6 r k i n gm e m o 巧 是近些年心理学研究的一个热点 不仅在认知心理学中 在发 展心理学 教育心理学 临床心理学等领域 工作记忆都受到了高度的重视 工 1 作记忆是指在认知系统中 在进行认知加工活动的同时保持信息的能力 工作记 忆的脑基础位于前额皮层 前额皮层的损伤将导致工作记忆能力的缺陷 工作记 忆是一个复杂的系统 它包含三个容量有限的子成分 语音回路 p h o n o l o g i c a l l o o p 负责加工和存储言语信息 视空间模板 v i s u o s p a t i a ls k e t c h p a d 负责加工 和存储空间和客体信息 中央执行功能 c e n t r a le x e c u t i v em n c t i o n 负责对信息进 行更新 任务转换 无关信息抑制 以及进行选择 b a d e e l e y 2 0 0 2 其中 中 央执行功能是工作记忆系统中最重要却又研究最少的一个成分 中央执行功能是 工作记忆的核心概念 但是对它的精确界定目前尚存在争议 目前研究者普遍认 为中央执行功能包括四种成分 任务转换 抑制 刷新 选择 任务转换是指如 果两项任务需要同一认知过程或认知资源 那么 在双任务条件下就不可能比在 各自单独进行的情况下完成得更好 因此 如果研究者知道一项任务所涉及的认 知过程 就可以把这项任务与另一项不太了解的任务结合起来 以判明后者是台 涉及了同样的认知过程 抑制强调对优势反应积极的关注 对无关信息有意的抑 制 是一种内源性的行为控制 对工作记忆内容的监控和刷新是另一种重要的中 央执行功能 它根据任务的需要使工作记忆的内容不断更新 纳入有关的新信息 抛弃无用的旧信息 最终作出合适的选择 大量研究发现中央执行功能参与推理 阅读 决策等高级认知过程 王乃弋等 2 0 0 4 并且可卡因与吗啡等可以明显影 响其功能 a n t o n i o 2 0 0 7 进而影响人的认知能力 因此 对中央执行功能与延 迟折扣之间的关系研究具有一定的理论和实践意义 2 国内外研究现状 2 1 延迟折扣函数 最初 经济学家和决策分析研究者们认为奖励的主观价值随时间以固定比例 递减 即对延迟奖励的折扣是关于延迟时间的指数函数 它符合理性经济人假设 近些年来 心理学家 行为进化学家 行为经济学家通过研究认为 奖励的主观 2 价值随着得到奖励的延迟时间的增长而逐渐下降并符合双曲线函数 即主观价值 随延迟时间的增长 以逐渐减小的比例递减 其中较有代表性的是1 9 8 7 年m a z u r 提出的双曲线函数 此函数已经得到了许多的实证研究结果的支持 m y e r s o n l 9 9 5 g r e e n l 9 9 7 b a n y 2 0 0 5 函数的表达式如下 v a 1 般d 其中v 表示决策结果的主观价值 a 表示延迟决策的数量值 d 表示延迟的 时间长短 七为折扣系数或折扣率 d e l a yd i s c o u n i n gr a t e 是反映曲线的陡峭程 度即延迟折扣程度的参数 表示价值随时间减少的速度或个体的冲动性 i m p u l s i v e n e s s 随着延迟时间的增加 一个特定奖励的主观价值会减少 但是减 少的速度是逐渐变小的 同时足是具有个体差异性的变量 反映个体对延迟结果 的偏好程度 例如 一个折扣系数为 0 4 的人会把8 0 0 元的即时奖励等价为6 个月后1 0 0 0 元的奖励 另一方面 折扣系数为 4 的人会将3 0 0 元的即时奖励等同于6 个月后 1 0 0 0 元的奖励 延迟折扣系数越大 延迟的奖励价值减少就越快 因此 折扣系 数越大的人会认为短期的 数额较小的奖励的价值高于或等于数额较大的但是要 经过延迟才能得到的奖励 2 2 延迟折扣的影响因素 研究发现 延迟折扣率会受到诸多因素的影响 它们包括领域效应 标记效 应以及数量效应等 领域效应是指延迟折扣率会依赖于被评价的事物不同而有所不同 也就是表 现为领域独立性 c h a p m a n 和e l s t e i n 1 9 9 5 比较了人们针对虚拟的金钱收益 获 得假期奖励的收益和获得健康的收益等几个方面的延迟折扣率 发现跟获得金钱 收益和获得假期作为奖励相比 人们对健康收益的延迟折扣率要更高 然而 c a i m s 1 9 9 2 的研究却发现 对于假想的金钱损失的折扣率要远高于对假想的健 康损失的折扣率 标记效应是指对结果的延迟折扣率会因为结果的属性是损失还是收益的不同 而彳i 同 收益情况下要比损失情况下对结果的延迟折扣率更高 有研究者发现 假想的金钱收益的延迟折扣率要高于假想的金钱损失 s h e l l e y l 9 9 3 c h a p m a n 1 9 9 6 研究了人们对假想的涉及健康的结果表现出的延迟折扣 对健康收 益的延迟折扣率要高于健康损失情况 也表明了这种效应的存在 数量效应是指人们对数量较大的结果的延迟折扣率要低于对数量较小的结果 的折扣率 标准的微观经济学认为折扣率彳i 受数量影响 直到最近很多以外国人 为被试的心理学研究表明小奖励的折扣率大于大奖励的折扣率 即数量效应 数 量效应存在于各种人类决策行为中 包括真实与虚拟的金钱奖励 以及其他类型 奖励 如医疗 假期旅游 工作选择等 同时对虚拟的健康结果的延迟折扣率研 究也发现了数量效应的存在 虽然在人类的延迟折扣中发现存在数量效应 但是 关于动物的延迟折扣却未发现数量效应 例如j e n n i f e r 2 0 0 5 发现 白鼠对延迟的 水奖赏无论大奖赏还是小奖赏折扣率相近 并不存在明显的数量效应 来自口常生活的观察表明 延迟折扣率这种个性品质指标在个体生命全程中 也会随着年龄而发生变化 因此对年龄与个体延迟折扣率之间可能存在怎样的一 种关系也成为这一领域的研究者关注的问题之一 有关延迟折扣的研究表明 儿 童对延迟后的奖励表现出更大的七值 而成年人则表现得对延迟比较接受 他们 给出的忌值相对较小 g r e e n l 9 9 9 g r e e n 1 9 9 4 研究了收入对延迟折扣的影响 对受教育年数相当的老年人分为 高 低收入两组进行比较 发现两组的数据符合双曲线函数 并且低收入组的延 迟折扣率高于高收入组 而且发现对都是高收入的老年人组与年轻人组进行比较 未发现延迟折扣的年龄差异 这表明延迟折扣率在3 0 岁至7 0 岁之间具有稳定性 这与该年龄段的人格具有稳定性相一致 并说明在成人中 收入比年龄对延迟折 扣的影响大 o s t a s z e w s k i 1 9 9 6 1 9 9 7 的两个实验比较了人格特点不同的被试组延迟折扣 的差别 结果均发现外倾组与高冲动组的折扣程度大于内倾组与低冲动组 而高 4 低感觉寻求组延迟折扣无差别 另外 研究还表明 药物成瘾者与非药物成瘾者相比表现出更大的延迟折扣 行为 药物成瘾者无论对真实的或是假设的选择均表现出较高的冲动性 与正常 人相比他们表现出更高的折扣比率 w a l l r e n1 9 9 9 a n u r 2 0 0 4 现有研究多从外部环境 例如年龄 收入 物质成瘾等角度研究了影响延迟 折扣的因素 少有考虑选择过程中个体心理活动过程对决策的影响 这是当前研 究的不足之处 随着对工作记忆尤其是中央执行功能的研究的深入 越来越多的 研究表明在延迟折扣这样的高级认知活动中 工作记忆的中央执行功能发挥了重 要作用 实验研究表明 在延迟折扣任务中个体会表现出量的折扣 对一些人来说一 项奖励的价值在得到之前 不会因为有一个简短的推迟而使其价值下降 对另一 些人而言 只要存在延迟就会对奖励价值产生影响 因此 有的人可以接受延迟 而另外一些人则偏好可以立即得到的奖励 这种折扣方面的个体差异或许有助于 了解个体选择和决策中重要的功能差异 例如 一些人会做出一些被称为是短视 的决策 他们的决策偏重短期价值而彳i 是长期价值 这类决策被称为是次最优的 或是冲动的决策 在他们看来 立即实现的较小价值大于更大的但是有延迟的价 值 但是 在已有研究中对影响延迟折扣的原因或者说冲动性的原因探讨得小够 充分 冲动性作为一种人格因素 的确与现实生活中许多失败的决策或选择有密 切的关联 例如 个人的风险行为或自我控制问题 以及实验室中有关决策的次 最优绩效问题 冲动性经常在价值 奖赏或惩罚问题上被看作是一个动机性的概 念 但是 冲动性这一概念包括的范围很广泛 包括生理 动机和认知等各个方 面 对执行功能的分析提供了一种研究个体选择最终的结果和价值时的途径 由 于工作记忆的执行功能的可使用资源是有限的 所以对价值的评估可能是采取一 种简单的次最优的方法 因此那些具有冲动性的人可能就是那些中央执行功能在 面对多重选择或延迟选择时受到影响的人 所以 对延迟折扣和中央执行功能之 间关系的研究可以更精确的了解冲动性这一概念并且有助于加深对工作记忆的认 识 在实践中 关于脑损伤病人和精神病人前额叶的执行功能的诊断和治疗研究 能够对多动症儿童和行为问题儿童提供了解和帮助 对一些社会现象和心理健康 问题的理解和解释 这也提示我们在执行功能和延迟折扣之间可能存在某种联系 另外 关于中央执行功能与数学学习不良方面的研究表明执行功能与高级认 知之间有密切关系 根据b a d d e l e y 和h i t c h 1 9 7 4 提出的工作记忆多成分模型 研 究者对执行功能的各个成分与儿童算术认知之间的关系进行了广泛的探索 结果 表明同语音回路和视空间模板相比 中央执行功能在儿童算术认知加工中的作用 显得更为关键 目前 如何分离中央执行功能的各种成分 精确探讨各种中央执 行功能与认知的关系 以及由此来解释诸如算术学习困难儿童的认知成因等问题 是这个领域的研究者最为关注的焦点 目前心理学中关于执行功能与儿童心理理论的研究 也涉及了不同任务之间 的转换问题以及抑制性摔制问题 其很多研究假设与结论都可以从任务转换中的 执行控制理论得以佐证 关于任务转换中的执行控制的研究 也为我们提供了很 多教育启示 例如 在课堂上如何有效地在不同任务中转换才能使认知加工的代 价最小 从而使认知加工效率更高 以提高学生的认知加工能力 从而提高其学 习效能 而目前关于中央执行功能在延迟折扣这样的高级认知决策任务中发挥怎 样的作用研究比较少 有必要进行这方面的探索 陈天勇等 2 0 0 3 2 3 延迟折扣率与冲动性 许多研究者认为个体在延迟折扣任务中表现的延迟折扣率能够反映个体的冲 动性 m a d d e n l 9 9 7 k i r b y 2 0 0 3 对折扣曲线而言 曲线越陡峭 个体对延迟奖励 的折扣程度越大 即延迟折扣率越大 对于特定延迟时间的奖励 延迟折扣率大 的个体倾向于选择近的奖赏 关于延迟折扣与冲动性之间的关系 国外的研究较 多地考察了个体不良嗜好导致个体产生冲动性行为之间的关系 目前国内的研究 6 主要集中在延迟引起冲动的生理基础以及与冲动性有关的行为和心理测量层面 上 冲动行为的特征往往是产生社会适应障碍 且不加控制地很快将冲动释放出 来 这一现象表明冲动个体常常不能恰当地评价其行为的后果 j o i l 1 9 9 9 个 体对延迟后果的价值进行了折扣 造成延迟的奖励或惩罚的价值与它们的呈现时 间成反比 因此可以认为个体对延迟奖励的折扣程度便是对冲动性的测量 这就 是颇有影响的冲动的折扣假说 例如一些社会学家认为 未成年人犯罪 1 i 顾及其 行为后果的根本原因乃是由于他们尚未学会从心理上去抑制欲望以延缓满足 我 国学者在研究未成年犯犯罪成因的过程中发现 未成年犯总体上总是谋求心理方 面的即刻满足 而不愿等待较大的但需要一个延缓时期才能获的的报酬 作为一 个群体 未成年犯觉得 一鸟在手 胜于双鸟在林 正是这种强烈的 急功近利 的实用取向 一定程度地导致了违法犯罪行为的产生 一些研究通过对吸毒者的人格分析表明 吸毒者冒险性 冲动性得分高和责 任感的低得分 说明其人格多含外倾因素 好奇心强 渴望兴奋 喜冒险 自制 力差 行为冲动轻率 倾向进攻 重视获得短期收益 p e t u 2 0 0 1 对药物成瘾者的研究发现 延迟折扣率足值表明延迟奖励的主 观价值被人为的缩减 因此延迟较小的奖励的主观价值则会被放大 同时发现延 迟折扣率不仅与物质成瘾有关 与行为成瘾也存在关系 例如既是药物成瘾又是 赌博成瘾的人的折扣率高于只是药物成瘾或只是赌博成瘾的人 而只有一种成瘾 的人的折扣率又高于无任何成瘾的控制组 药物成瘾者与赌博者的延迟折扣特点 体现出了各种成瘾者的冲动选择 而且毒品成瘾者对即时奖励的偏好也与他们易 卷入共用注射器等高风险的非理性行为一致 关于导致这一现象的原因 我国学 者通过对海洛因依赖患者执行功能变化情况的研究表明 海洛因依赖患者行为冲 动 偏好短期效益 大脑执行功能明显有一定程度的损害 因此 执行功能的差 异可能是海洛因依赖患者行为更具有冲动性的原因 这可以让我们认识到 有可 能正是中央执行功能的差异使个体倾向于卷入成瘾行为 反过来 成瘾行为又加 深了成瘾者的执行功能差异 m a t t 2 0 0 6 研究发现 对吸烟者而言 尼古丁剥夺实验会导致其在虚拟的 金钱和香烟延迟折扣任务中表现出冲动的选择 从行为经济角度讲 提高香烟的 价格会使吸烟者在香烟上的花费增加 同时会导致香烟的销量减少 以上研究表 明 冲动性与延迟折扣密切相关 我国学者研究指出 吸烟与不吸烟 饮酒与不 饮酒的青少年在冲动这一人格特质上存在显著差异 但并没有指出除人格特质之 外是否有其他方面心理活动方面的原因导致这一群体更有冲动性 n a n c y 2 0 0 2 比较了物质成瘾 反社会人格障碍与控制组之间的在延迟 折扣任务上的冲动性 结果表明 前两者的折扣率明显高于后者 三者在人格量 表的测量上也明显相关 这就提示我们 可能是同一种原因造成了延迟与冲动行 为的发生 另外 h i n s o n 2 0 0 3 等认为 中央执行功能可以作为预测个体是否具有冲 动型决策风格的一种指标 国内在此方面的研究彳 多 在吴顺领等人的研究中证 实了标记效应的存在 但是 从已有的国内和国外研究来看 多是采用被试内的 实验设计 同一被试需要在不同的自变量水平下多次实验 容易使被试产生练习 效应或疲劳效应从而影响结果的准确性 关于改变中央执行功能如何导致被试形 成冲动的决策风格 现有的研究也没有解释这一点 在一项以中国人为被试的任 务选择实验中采用f m 砌技术考察了工作记忆的中央执行功能与视觉注意在选择 中的关系 研究表明 在 f i 同的工作记忆容量下 中央执行功能的前额皮质活动 区域明显不同 这说明工作记忆的中央执行功能的确参与了选择活动并且起到了 关键作用 j o h n 2 0 0 4 还有研究表明 某些药物依赖者记忆的总体水平显著低 于对照组 进一步分析发现 年龄及教育程度与药物依赖患者的记忆损害程度无 关 而与药物依赖时间及药物依赖量均有关 提示海洛因依赖者存在记忆功能损 害 而该记忆功能的损害则又以图片 理解 背数为甚 说明在记忆功能损害中 主要累及了瞬时记忆及短时记忆的损害 而长时记忆受累 1 i 明显 这一结果说明 成瘾者受损害的记忆功能很可能就是中央执行功能部分 比如 大部分海洛因成 瘾者注意力涣散 难以集中注意力进行识记和保存 1 问题提出 第二部分问题提出与研究假设 关于延迟折扣发生的生理机制 第一种观点认为中脑边缘多巴胺系统与非理 性的选择有关 是延迟折扣的神经基础 这是一种单一系统的解释观 第二种观 点认为脑内存在耐心与不耐心两个不同的系统 分别由边缘结构及前额皮层与顶 叶皮层控制 在这两个系统的交互作用下实现了对行为的选择 不同于第一种单 一系统的观点 此外 o s t a s z e w s k i 1 9 9 6 提出了一个认知负荷理论 认为中央执行功能在接 收 保持 加工信息的过程中有着一定的容量限制 如果输入的信息超过这一容 量 信息的加工就会受到一定的影响 甚至不可能进行加工 那么人在进行复杂 认知活动如决策时 需要调动认知资源 在增加或改变执行功能处理负荷的情况 下 决策可能会受到影响 延迟折扣是一种能反映被试的冲动行为的决策活动 可能会涉及动机的或认 知的成分 而认知成分在某种程度上可能与工作记忆有关 尤其是工作记忆的中 央执行功能 以往研究过多地从决策选择的情景或任务结构出发 或者考虑个体 的人格因素和社会经历来解释延迟折扣现象 而对工作记忆特别是中央执行功能 与延迟折扣之间的关系研究较少 已经有研究发现执行功能与冲动控制问题有关 例如 儿童注意缺陷多动障碍 a d h d 表现出的冲动行为与前额皮层的执行功能 的抑制机能不足有关 个体过度饮酒会带来工作记忆能力的明显降低 工作记忆 能力降低又会加剧这种过度饮酒的冲动行为 因此有理由认为延迟折扣这种反映 个体冲动性的决策行为也可能会受到工作记忆特别是中央执行功能的影响 从概念上而言 决策冲动性可能与动机 个体生理活动水甲和认知因素有关 我们认为延迟折扣任务中与认知有关的一些方面可以通过工作记忆的中央执行功 o 能来解释 中央执行功能的各成分可能在冲动性决策中发挥了作用 从中央执行功能的角度看 工作记忆是认知系统中用来处理与注意有关的信 息的部分 典型的操作记忆任务是通过让被试记住一些数字或字母组合然后与测 试组合相比较看是否相互匹配 中央执行功能是工作记忆的主要成分 是为了实 现一项特殊目标而将1 i 同的认知加工过程灵活整合并协同操作的功能 p e m e r 等 把中央执行功能描述为负责高级行动控制的加工过程 它在维持一个内在的特定 目标 实现目标避免分心时尤为重要 它的本质是对其他认知过程进行控制和调 节 根本目的是产生协调有序的 具有目的性的行为 在口常生活中我们经常要 面对一些需要立即解决的问题并需要迅速恰当的做决定 包括可靠的计划 推理 判断 并做出决定和预测等 成功有效地完成这些任务 有赖于大脑正常的执行 功能 中央执行功能障碍会导致个体产生认知 情绪和社会功能等方面的异常 与中央执行功能有关的神经回路处于前额皮质 p f c 前额皮质受损常常导致特定 的注意定位和信息加工受损 b u 略e s s 1 9 9 1 但是工作记忆是一个复杂的处理 系统 它对动态的以及视觉和空间信息保持积极的处理状态 它的中央执行功能 对信息进行选择并进一步处理 同时抑制无关信息并对反馈信息进行整合 m i l l e r 2 0 0 1 目前的研究认为在中央执行功能和冲动性控制之间存在一定关系 例如 酗酒者常常具有较差的控制能力和较低的工作记忆容量 因此可以假设执行功能 的抑制力下降将使个体变得更加冲动 另外 w i l l i 锄 2 0 0 6 认为某些药物依 赖者在延迟折扣任务中表现出明显的冲动性的原因 可能是被试的执行功能受到 削弱引起的而不是与其他的病理或认知测量结果或药物使用有关 冲动行为可能 反映的不仅是对即时的行为控制能力较差 同样可能反映了对长期计划和未来选 择的估计能力较差 本研究关注的重点是中央执行功能与个体在延迟折扣任务中 的表现以及冲动性之间的关系 因为执行功能在工作记忆中负责信息的整合 计 划制定以及进行决策 2 研究假设 通过以上分析可以提出以下研究假设 假设1中央执行功能的转换与抑制成分会影响个体的延迟折扣率使个体形 成冲动性的决策风格 假设2中央执行功能的刷新与选择成分能够影响个体的延迟折扣率使个体 形成冲动性的决策风格 假设3 个体的中央执行功能得分高低与个体在延迟折扣任务中的表现以及 个体的冲动性存在相关 中央执行功能可以作为反映个体冲动性的一种指标 1 预备实验 1 1 研究目的 第三部分实验与结果 由于国内有关延迟折扣的研究较少 这方面的大部分的研究成果都是国外取 得的 尤其以欧美为主 欧美是经济非常发达的地区 消费观念与中国的十分不 同 主张及时消费和提前消费 而中国经济相对落后 人们普遍来说崇尚积蓄和 延迟消费 因此以中国人为被试是延迟折扣系统研究不可缺少的一部分 本预备实验的目的是确定中国人的延迟折扣是台与国外研究有相似的模式 即中国人的延迟折扣是否符合双曲线函数 1 2 研究方法 1 2 1 被试 1 2 名大学生自愿参加本实验 男生7 人 女生5 人 平均年龄2 1 4 岁 视力 或矫正视力正常 均未参加过类似实验 实验结束每位被试会得到一份奖品 1 2 2 仪器与实验材料 实验程序用v i s u a lb a s i c 编写 由电脑呈现刺激材料 屏幕上会呈现两种虚拟奖赏 左侧是现在就可以得到的但是数量比较小的即 时奖励 右侧是需要等待一段时间才可以得到但是数量比较大的延迟奖励 例如 针对一个自变量水平 如6 个月 屏幕上将随机呈现以下几个选项 现在7 0 0 元 6 个月1 0 0 0 元 现在5 0 0 元 6 个月10 0 0 元 现在1 0 0 元 6 个月1 0 0 0 元 现在9 9 0 元 6 个月1 0 0 0 元 现在3 0 0 元 6 个月1 0 0 0 元 现在5 0 0 元 6 个月l o o o 元 现在8 0 0 元 6 个月1 0 0 0 元 现在2 0 0 元 6 个月1 0 0 0 元 现在4 0 0 元 6 个月1 0 0 0 元 被试将在两个虚拟奖赏之间做出选择 1 2 3 实验设计 自变量为延迟时间 分为8 个水平 7 天 1 4 天 1 个月 6 个月 1 2 个月 2 4 个月 6 0 个月 1 2 0 个月 因变量是延迟奖励的主观价值 实验过程中延迟的 奖励时间和数量保持彳i 变 即时的奖励数量发生变化 1 0 0 元一9 9 0 元 实验结 束后将被试在每个自变量水平上的选项按照即时奖励的大小进行排列 每个自变 量水半下选择发生偏转时前后两个即时奖励的平均值可以认为是延迟奖励的主观 价值 1 2 4 研究程序 延迟折扣任务指导语 我们正存做一项对金钱的判断的研究 计算机将显示 一些虚拟的选择 要求您在可以马上得到的金钱和需要等待一段时间才可以得到 的但数量稍大一些的金钱之间进行选择 请根据您的第一反应 通过鼠标按键回 答 请不要犹豫 如实地做出选择 实验在光线较暗的房间内进行 计算机屏幕为白色 被试与屏幕中心的距离 约5 0 c m 首先在屏幕上呈现注视点l o o o m s 然后呈现刺激材料如 现在7 0 0 元 十6 个月1 0 0 0 元 被试做出反应的同时 问题消失 1 3 结果与分析 如上文所述 首先确定主观价值 再采用非线性回归方法将主观价值v 已 知的延迟时间d 延迟奖赏的数量a 代入双曲线函数v a 1 十j i d 中进行拟合 如果拟合较好 则说明中国被试的延迟折扣与国外被试具有相同的模式 1 0 0 0 元 的延迟奖励在不同延迟水甲上的主观价值见表1 表1 不同延迟时间下的主观价值 采用非线性回归的方法将所取得的数值代入函数v a 1 十忌d 中进行拟合 得到参数足为o 0 4 9 拟合优度 为8 6 7 8 拟合优度较好 如图l 所示 这说 明中国被试的情形与国外延迟折扣研究中的情形一致 具有相同规律 延迟奖励 的主观价值随时间延长而下降 符合曲线函数v a 1 十足d 2 实验1 l 0 7 5 0 主 观 价5 0 0 值 2 5 0 0 4 0 6 0 l 1 2 0 图l 延迟时间 月 自从b a d d e l e y 1 9 7 4 提出操作记忆容量的方法以来 在视觉或听觉这样双 加工任务中操作记忆容量已经是一种很常用的方法 典型的任务是被试在进行主 要任务的加工时要在记忆中保持对一组数字或一组字母的记忆 这样的记忆任务 不但占用执行功能的转换成分而且还会占用中央执行功能对信息的抑制或分配 2 1 研究目的 在实验1 中 我们通过不同的任务形式来干预中央执行功能的转换和抑制成 分 考察是否会影响延迟折扣决策 即被试的延迟折扣率是否不同或是否会出现 冲动性 被试在进行延迟折扣任务时 要进行数字串的记忆或一个随机数字产生 的附加任务 这一方泫在b a d d e l e y 的实验中出现过 用来增加中央执行功能的负 担 2 2 研究方法 2 2 1 被试 1 4 6 5 名大学生 男生3 4 人 女生3 1 人 平均年龄2 0 2 岁 视力或矫正视力正 常 均未参加过类似实验 实验结束赠给每位被试一份奖品 2 2 2 仪器与实验材料 实验程序用v i s u a lb a s i c 编写 由电脑呈现刺激材料 电脑屏幕1 7 英寸 分 辨率1 0 2 4 7 6 8 刷新频率8 5 赫兹 实验材料中的附加任务有三种形式 第一种是被试每次选择后需要从卜9 几 个数中用键盘来选择其中一个并在完成选择后回答这一数字 第二种任务是呈现 一个数字串2 0 0 0 m s 比如5 2 4 3 1 要求被试背诵并在选择的过程中进行回忆 在 每次选择完成以后 可能需要回答这样的问题 如4 的右边是几 正确答案是3 这是按下小键盘上的数字键3 即可 第三种任务 被试直接进行选择 无附加任 务 2 2 3 实验程序 实验设计为2 3 随机设计 因素1 为数量不同的两种即时奖励 有大和小两 个水平 因素2 为附加任务形式共3 种 无 随机数 数字串 水平 实验指导语 我们在进行一项有关人们如何看待延迟得到的奖赏和立即得到 的奖赏的价值的实验 你们将通过计算机来进行选择 计算机会呈现一组假设的 选择 一个是可以立刻得到的奖励 一个是经过一段时间延迟后的奖励 对每组 假设情况请你给出自己的选择 选项没有正确答案与错误答案之分 请以自己的 本意作答 在实验过程中保持前后一致 在做选择的过程中我们会要求你们进行 一些其他的认知加工任务 被试准备好以后可以在计算机终端前进行作答 通过计算机程序来展现需要 回答的问题 被试可以首先进行数次练习 在实验过程中会提供给被试两个选项 选项1 是可以立即得到的奖励 不经 过延迟 但是奖赏的数额较小 选项2 数额较大 但是需要经过延迟才能得到奖 励 其中选项1 为即时奖励1 0 0 元 选项2 在1 一1 0 0 元之间 变化幅度5 元 每 对选项随机呈现 另一种情况下 选项1 为即时奖励1 0 0 0 元 选项2 在1 0 卜1 0 0 0 元之间 变化幅度1 0 0 元 延迟时间的选择同预备试验 实验采用全随机设计 被试可以随时休息 数字记忆任务 被试进行延迟决 策任务前会看到一组随机数字 被试需要记忆下来 在选择结束后 被试需要回 答在某一数字的右边的数字是几 随机数字任务 被试进行选择前 要求被试挑 选一个1 叫之间的随机数字 被试进行任务判断后必须在工作记忆中保持这一信 息 且存下一次选择前回答这一数字 无附加任务情况下 被试可以直接进行选 择 2 3 结果与讨论 首先检查被试附加任务的执行情况 在附加任务一和附加任务二中 数字串 记忆和随机数反应错误率1 0 以上的数据为无效数据 共取得有效数据6 3 个 然后比较执行不同任务情况下的被试延迟折扣率之间的差异 我们关注的主要问 题是延迟折扣率在不同的附加任务情况下会如何变化 当附加任务相同时数量对 延迟折扣率又怎样的影响 各组实验结果如表2 1 和2 2 所示 分析结果如表3 所示 从表3 中可以看出 从数量上而言 当附加任务相同时 高奖励组的延迟折 扣率明显低于低奖励组 分别为 f 1 2 0 4 6 2 p o 0 5 f 1 1 9 4 7 8 p o 0 5 f 1 2 1 5 0 1 p 0 0 5 说明奖励的数量值越小 被试的延迟折扣 率越大 且有明显差异 这与已有的研究结果一致 高奖励组和低奖励组的延迟 折扣率比较情况如表2 1 和2 2 所示 表2 1 高奖励组的詹值 1 6 表2 2 低奖励组的詹值 平均值均值标准误 中位数偏度 7 5 0 主 观 价5 0 0 值 2 s 0 0 1 0 0 7 5 主 器5 0 值 2 5 o 图2延迟时间 月 02 04 0 6 0 1 0 01 2 0 图3延迟时间c 月 从各组内来看 对高奖励组而言 方差分析表明 f 2 3 i 4 6 2 p o 0 2 说明三种不同的附加任务对被试的延迟折扣率有明显影响 无附加任务情况下与 附加任务一随机数字反应之间的延迟折扣率无明显差异 而两者与附加任务二数 字串记忆任务相比有明显差异 无论是平均数还是中位数 附加任务二的折扣率 均高于附加任务一 附加任务己又高于无附加任务 对低奖励组内的分析表明f 2 2 8 4 7 3 p o 0 4 附加任务一和附加任务 二与无附加任务组相比 延迟折扣率有明显差异 一方面说明被试对低奖励的反 应更加敏感 另一方面说明附加任务的操作对被试的中央执行功能的操作带来了 影响 表3k 值表 平均值 与无附加任务相比有显著差异 p o 0 5 与附加任务一相比有显著差异 p o 0 5 以上分析说明处理数字串的任务在实验中导致的k 值较大 因此削弱了延迟 奖励的价值 这与增加工作记忆负载会导致更具冲动性的决策是一致的 但是随 机数字反应任务与无附加任务并不明显影响延迟决策 这说明这一任务并不会对 中央执行功能带来影响 除非实验过程中延迟奖励的价值较低或这一任务的频率 相当高 b a d d e l e y 1 9 9 6 具体而言 该实验主要考察了了中央执行功能在不同 任务之间的转换和抑制功能 任务转换 即指在加工复杂任务时 中央执行功能将注意在不同任务中进行 切换 最能体现任务管理能力的测验是双作业任务 要求被试者迅速 准确地在 两个不同任务中切换注意 对复杂任务的任务管理检测 常使用威斯康星卡片分 类任务 w c s t 因为完成这个任务也要求被试者能适当地从一个特定的刺激范 畴转换到另一个范畴中去 无附加任务下被试彳i 需要进行额外的信息加工 附加 任务一和附加任务二的情况下被试需要在不同的任务之间相互转换 同时要抑制 与任务无关的信息干扰 执行功能的信息处理明显比无附加任务的情况下要高 从而导致延迟折扣率的变化 个体的认知活动总是在不同的任务之间转换 有关任务转换中的执行功能的 研究 一般把任务转换分为同时性程序和继时性程序两种类型 目前主要有以下 理论解释 从注意到行动理论 a t a 前额叶执行理论 f l e 执行控制阶段模型 s m e c 等 这些理论从不同的角度阐述了任务转换中的执行功能机制 它们之间 相对独立而又紧密联系 为探讨个体的认知机制提供了重要的理论基础 魏勇刚 等 2 0 0 5 例如 从注意到行动理论包含了3 个亚成分 行为图式 竞争计划 监督注意系统 行为图式是执行单项任务的特定化路径 这种任务涉及习得良好 的知觉动力和认知技能 每一个行为图式都有一个当前激活程度 当其激活程度 超过某个预设的阈限时 行为图式就会立即指导人的行为 并且总是指向正在操 作的某个任务 此外 某些时候多项任务的行为图式会由彳 同的刺激同时激发 如果它们承受相互排斥的反应 就会产生错误倾向性冲突 为了解决这种认知加 工冲突 研究者在a t a 理论中又提出了一个竞争计划 在竞争计划中 当反应输 出可能会相互干扰时 它就会通过其间的横向抑制性连接而迅速 自动而无意识 地起调节作用 竞争计划使优先级任务和附加任务在分散的基础上得以评估 而 无需一个外在的自上而下的执行控制 然而 当面对新的任务 或者小寻常的任 务组合以及复杂的任务行为如延迟决策时 它却不可能总是有效地处理这些冲突 s a s 亚成分 监督注意系统 就是提出来解决这个问题的 s a s 以自上而下的方 式慢慢地 灵活而有意识地引导行为 它帮助组织复杂的行为和操作新异的任务 通过有选择地激活或抑制特定的行为图式 取代竞争计划较粗糙的自下而上的加 工影响 并更好地使之适应一个人的总体潜能和目标 a t a 理论能有效地解释大 量的现象 例如 发生在u 常生活中的冲动性的行为失误可能源于s a s 有效地调 节注意计划的暂时失败 实验一说明在面临延迟折扣这样的复杂任务时 中央执行功能仍然在发挥作 用 并且随着任务的复杂程度的增加 被试的决策结果受到明显影响 任务加工 越复杂的被试表现出了更多的冲动性 3 实验2 3 1 研究目的 在前一个实验中 我们通过不同的附加任务影响中央执行功能的抑制与转换 成分从而带来更具有冲动性的决策风格 在第二个实验中我们通过增加任务本身 来考察执行功能的刷新与选择成分是召 也会使被试产生冲动性的决策风格 即增 加执行功能需要处理的问题的选项 我们认为随着延迟折扣任务中选项的增加尼 值也会增大 即延迟折扣率也会变大