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1、从生理机制探讨心理理论与执行功能的关系第35卷第5期西南师范大学(自然科学版)2010年10月Vo1.35No.5JournalofSouthwestChinaNormalUniversity(NaturalScienceEdition)Oct.2010文章编号:10005471(2010)05007505从生理机制探讨心理理论与执行功能的关系倪媛媛,李红西南大学心理学院,重庆400715摘要:根据”两个不同的任务激活了相同的脑区,这两个任务就有相同的心理机制”的观点,从生理机制的角度探讨了执行功能与心理理论的关系.比较发现:冷执行功能的抑制控制和注意灵活性与心理理论社会认知成分可能有共同的神
2、经基础前扣带回皮质,执行功能与心理理论可能以前扣带回皮质为中介递质相互作用,或是执行功能为心理理论的辅助系统之一;热执行功能与心理理论社会知觉成分有共同的脑区眶额皮质,这为研究执行功能与心理理论关系提供了一条新的途径.关键词:执行功能;心理理论;前扣带回皮质;眶额皮质中图分类号:B844文献标识码:A执行功能(executivefunction,EF)指的是涉及对思想和动作进行意识控制的心理过程,它与多种能力的发展有关(如,注意,规则运用,心理理论等)u.心理理论(theoryofmind,ToM)是对自己和他人心理状态(如需要,信念,意图,感觉等)的认知,并由此对相应行为作出因果性的预测和解
3、释j.近年来,执行功能和心理理论可能存在的特殊关系引发了众多的研究,这些研究大致可以分为两支,第一支是以儿童为主要被试的发展心理学研究.在这一领域中,研究者们采用了不同类型的执行功能任务和心理理论任务来考察二者之间的具体联系,他们对执行功能与心理理论之间特殊联系的本质提出了不同的假设,并且发现不同维度的执行功能与心理理论的不同成分之间的联系是不同的j.第二支则是以正常成人和各种脑损伤病人为主要被试的神经心理学研究.神经心理学家们认为如果两个不同的任务激活了相同的脑区,那么这两个任务就有相同的心理机制u,同样的,如果不同维度的执行功能任务和不同成分的心理理论任务能够激活相同的脑区,那么它们也就拥
4、有相同的心理机制,从神经心理学的角度为二者的联系提供可靠的证据.基于此,我们首先有必要分析各维度的执行功能和各成分心理理论的神经基础,再来比较二者是否拥有相同的神经机制以及在此基础上分析执行功能与心理理论是如何相互作用的.1执行功能的神经基础执行功能并非一个单一的心理加工过程,而是由一个多维度组成的整合和统一的心理过程.Zelazo等人根据是否有情感卷入将执行功能划分为冷执行功能和热执行功能,这使执行功能的定义范围得到了扩大.冷执行功能主要是基于背外侧前额叶皮质(dorsolateralprefrontalcortex,DLPFC)的,由相对抽象的,去情景化的问题引发,这与传统意义上所说的执行
5、功能一致;热执行功能则主要是基于眼窝前额皮质(orbitofrontalcortex,OFC)的,以高度的情感卷人或情感意义评价为特征.冷执行功能又可以划分为抑制控制,工作记忆和注意灵活性三个维度u(Miyake),从行为数据来看,这三个维度之间中等相关,表明它们包含有共同的心理机制,但各自又有所不同.同样的,神经心理学的研究表明,这三个维度的执行功能有收稿日期:20091030作者简介:倪嫒媛(1983一),女,重庆人,硕士研究生,主要从事发展与教育心理学的研究通讯作者:李红,教授,博士生导师.76西南师范大学(自然科学版)投稿网址http:,/xbgjxt.SWU.cn第35卷部分脑机制是
6、一样的,但也有各自独立的脑区.抑制控制的执行功能主要是以腹侧前额皮质(inferiorprefrontalcortex)和背外侧前额叶皮质,前扣带回皮质(anteriorcingulatedcortex)为基础u”;工作记忆的执行功能主要是以背外侧前额皮质,前运动皮质(premotorcortex),辅助运动区域(supplementarymotorarea,SMA)布罗卡区(BrocaSarea)和顶叶后部(posteriorparietalareas)为基础副;注意转换则主要是以被试的背外侧前额皮质,前扣带回,顶叶后部为基础u.总之,这三种执行功能都基于背外侧前额叶皮质,同时还有各自独立的
7、神经机制.2心理理论的神经基础许多研究者将心理理论划分为与情绪有关的和与信念有关的.如Wellman将幼儿心理理论的发展阶段划分为愿望心理学,愿望一信念心理学和信念心理学叫;Flusberg也提出了心理理论的社会知觉成分和社会认知两成分认知模型口;Sabbaghl_I认为社会知觉成分的功能是利用周围可直接获得的信息表征动作,情绪,意图等,社会认知成分的功能是利用对动作,情绪,意图等的表征对信念进行表征,或利用关于他人的知识以及背景环境的知识等对信念进行表征.Sabbagh证实了二者拥有各自独立的神经回路,表征动作,情绪,意图的神经回路位于眶额皮质和低级的颞叶脑区内,表征信念的神经回路位于内侧前
8、额皮质.AbuAkelLl则在参考大量的FMRI研究的基础上,根据Premark提出的心理理论的概念(Premark认为心理理论不仅包括对他人心理状态的归因,也包括对自己心理状态的归因)将心理理论所基于的神经基础划分为分别与表征自我心理状态和表征他人心理状态有关的以及与二者都有关的三大部分.下顶叶(inferiorparietallobule,LIP)与对自己信念的表征和表征自己产生的动作的有关,颞上回(superiortemporalsulcus,STS)与对他人信念的表征和他人产生的动作有关,部分边缘一边缘旁系统(1imbicparalimbicsystem)和内侧前额皮质(mediapr
9、efrontalcortex,MPFC)与表征自己的心理状态和表征他人的心理状态都有关联.在边缘一边缘旁系统中,杏仁核(amygdale)主要负责对眼睛和面部表情中情绪的表征,此外杏仁核对表征信念也起着关键的作用,该区域受损的被试无法进行心理表征;前扣带回(theanteriorcingulatedgyrus,ACG)在注意和情绪的加工中起着重要的作用,同时涉及心理表征的任务也能激活此区域;眶额皮质(theorbitofrontalcortex,OFC)则起着表征和调节社会情绪状态的作用.在内侧前额皮质中,腹内侧前额皮质(ventralmedialprefrontalcortex,ventra
10、lMPFC)与眶额皮质有着相同的作用;背内侧前额皮质(dorsalmedialprefrontalcortex,dorsalMPFC)会在任务中包含对自己心理和他人心理的归因时被激活,同时,该区域还起着监控自我心理状态的作用;下外侧额叶皮质(inferolateralfrontalcortex,ILFC)含有镜像神经元(mirrorneurons,MNs),这类细胞在个体观看他人的目标指导动作和做出相同的动作时都会被激活,而在个体观看非目标指导动作时则不会被激活.AbuAkel动态地将心理理论的加工过程划分为在LIP,sTS等脑区中表征自我和他人的心理状态,在边缘一边缘旁系统中整合心理表征与情
11、绪表征,在内侧前额皮质运用心理表征这三个阶段,它们构成了一个从较晚的脑区向较前的脑区传递神经冲动的神经回路.总的来说,AbuAkel的心理理论神经加工模型虽然是根据对自己心理状态和他人心理状态的归因将心理理论的神经基础划分为了三个部分,但也大体包含了Sabbagh提出的社会知觉成分和社会认知成分提出的二者拥有各自独立的神经回路的观点,因此这一模型比较全面地概括了心理理论的神经机制.3执行功能与心理理论的关系神经心理学家们认为如果两个不同的任务激活了相同的脑区,那么这两个任务就有相同的心理机制u(Saxey).目前在发展心理学领域中得出的关于执行功能与心理理论关系的结论主要有三点,我们将分别用上
12、述观点来验证这三个结论.首先,冷执行功能中以Stroop,走/不走等的冲突抑制任务成绩与心理理论中错误信念,欺骗等信念理解任务成绩相关显着是发展心理学这一领域研究得出的最主要结论.从上面对执行功能和心理理论的神经机制的论述中我们可以得出,冲突抑制任务和心理理论任务引发的共同脑区为前扣带回皮质.其次,注意灵活性和心理理论的神经基础也在前扣带回皮质重合.与之一致,在一些采用了双任务(dualtask),WCST任务等典型的注意灵活性任务的研究中,发现儿童在这些任务上的第5期倪媛媛,等:从生理机制探讨心理理论与执行功能的关系77成绩与心理理论信念理解的成绩也显着相关.在此值得注意的是,冲突抑制和注意
13、灵活性在本质上是一致的,它们都以前扣带回和背外侧前额皮质为其部分神经基础,都包含了注意和抑制两个加工过程,只不过注意灵活性针对多个任务或情景,而冲突抑制则只针对两个.因此,二者在与心理理论信念理解的关系上也体现出了一致性.最后,发展心理学中对于工作记忆的执行功能和心理理论是否相关还存在争议,而从生理基础来看,二者的神经机制并不重合.由此看来,执行功能与心理理论之间的密切联系,就主要依赖于前扣带回皮质.在整个执行功能系统中,前扣带回是其神经网络中的一个高级调控结构,其机制是在监控正在进行的目标定向行为时,提供有关反应冲突或反应错误的信号,并能根据当前的任务加工要求将注意资源在相关脑区,如外侧前额
14、皮质等,进行有效的配置.而在心理理论中,前扣带回皮质除了在注意和情感加工功能中起着重要的作用,同样的也在涉及心理表征的任务以及在表征与心理状态相关的内容的任务中被激活.Vogely等人的研究表明,当表征自己或他人心理状态时,被试的右侧前扣带回都被激活,但是在完成与心理理论任务相似的物理推理任务时,这一区域没有被激活.Russell等人认为j,要能顺利完成错误信念等信念理解任务,被试必须首先要顺利表征前后两种心理状态,抑制优势,突出的心理表征的同时要记住并激活非优势,潜在的心理表征,那么仅仅靠前扣带回皮质能完成这一心理过程吗?也许在此,前扣带回皮质不仅与LIP,STS等其他与心理理论有关的大脑区
15、域一起表征心理状态,同时还探测到两个心理表征之间的冲突,并且根据这种冲突的要求将注意资源在相关脑区(或许是背外侧前额皮质)中进行有效配置,使其有效抑制优势反应.也就是说,在执行功能与心理理论的联系中,前扣带回皮质起着中介递质的作用.但也有研究表明,前扣带回皮质并非心理理论的神经机制之一,而是与之邻近的旁前扣带回皮质.这样,冲突抑制,注意灵活性和心理理论之间的联系也就得不到神经心理学上的证据支持,转而显示出它们之间是相分离的.此外,一些对脑损伤者的研究支持这一点.如Fine等人的研究表明一位左杏仁核受损的成人被试能很好的完成执行功能任务,而心理理论缺失;Bach钊等人对一位0FC脑区受损的成人被
16、试的研究以及PernerL2等对高多动症的儿童的研究表明,这些被试能够很好的完成心理理论任务,而执行功能受损.面对以正常儿童为主要被试的发展心理学领域中的研究与以正常成人或脑损伤病人为被试的神经心理学领域中研究的不一致,我们该如何来判定执行功能与心理理论之间的关系呢?Siegal和Varley用“离解”和”改善”两个标准判断出以背外侧前额皮质为基础的冷执行功能是心理理论的必要辅助系统之一.也就是说,尽管工作记忆的执行功能与心理理论之间没有共同的神经机制,甚至冲突抑制,注意灵活性与心理理论之间也有可能没有共同的神经机制,或者对脑损伤被试的研究表明执行功能与心理理论之间存在分离;但是执行功能对完成
17、某些心理理论任务来说是必不可少的,特别是对儿童来说,执行功能中对冲突的注意和抑制可以帮助儿童学习如何表征心理.此外,执行功能与心理理论神经机制的研究几乎都是以正常成人或脑损伤病人为被试.而对正常儿童来说,他们的大脑发育还并不完善,脑区之间的定位与协调也不如成人,这也有可能导致以正常儿童为被试的行为研究得出执行功能与心理理论紧密联系的结论.从对执行功能和心理理论神经机制的论述中,我们还发现热执行功能和心理理论社会知觉成分的神经机制中都包含了眶额皮质.在心理理论中,眶额皮质是心理理论社会知觉成分神经回路的一个重要环节,起着表征和调节社会情绪的作用,并和腹内侧前额皮质一起整合来自LIP,STS及边缘
18、一旁边缘系统的心理表征与情绪,知觉,同时,眶额皮质也是表征自己和他人心理状态的神经机制之一.在执行功能中,眶额皮质是情感决策等有情绪卷入的热执行功能任务的神经基础.根据Damasio的”体细胞标记理论”,眶额皮质是处理情感反应和特定情节之间的习得性关联(1earnedassociations)所必需的.OFC损伤的病人由于无法形成与不利纸牌相联系的体细胞标记,即他们无法获得情感反应和特定情节之问的习得性关联,从而导致他们在爱德华赌博任务等情感决策任务中倾向于不利选择.如果按照”两个不同的任务激活了相同的脑区,这两个任务就有相同的心理机制”的观点,那么热执行功能和心理理论社会知觉成分之间就应该存
19、在密切联系,这就无疑为执行功能和心理理论相互联系的架起了另一座桥梁.但目前还没有这方面的实证研究,也许今后可以从这方面入手研究执行功能与心理理论的关系.78西南师范大学(自然科学版)投稿网址http:/xbgjxt.SWU.cn第35卷4总结及展望从神经心理学的角度来看,执行功能与心理理论有部分相同的生理机制,如,冷执行功能中冲突抑制与心理理论信念理解的生理机制可能交叉于前扣带回;热执行功能主要基于眶额皮质,而这也是心理理论社会知觉成分神经回路的一个重要环节.表明执行功能与心理理论的确存在千丝万缕的联系,或是二者有共同的心理机制,或是执行功能只是心理理论的辅助系统.自Russell首次提出了执
20、行功能与心理理论存在密切联系以来,已吸引了大量的研究来探讨二者关系的本质.但这些研究存在不足,在行为研究中多数研究都只集中于冷执行功能与心理理论信念理解关系的研究上,在神经心理学研究中还没有一个研究同时采用执行功能任务和心理理论任务来探讨二者是否激活共同的脑区.因此我们认为在今后的研究中可以注意以下几点:执行功能与心理理论都是多维度,多成分的,要弄清执行功能与心理理论之间的联系,应该考察二者各维度,成分之间的联系,而不单单只是考察冷执行功能与信念理解的关系;特别是考察热执行功能与心理理论社会知觉成分之间是否存在密切联系,如果它们之间存在密切联系,那么又是如何通过眶额皮质相互作用的呢;尽可能的在
21、同一研究中考察执行功能任务与心理理论任务是否激活共同的脑区,以此为执行功能与心理理论的关系提供最为直接的证据;根据Premark的概念,心理理论不仅包含了对心理状态的表征,还包括根据心理表征推测他人的行为,而这在传统研究中是很少被注意到的,推测他人行为的心理理论与执行功能的关系又会如何呢?总之,只有仔细分析执行功能各维度,各成分之间的联系才有可能勾绘出二者复杂关系的全图.参考文献:Eli李红,高山,王乃弋.执行功能研究方法评述J.心理科学进展,2004,12(5):693705.2卢天玲,李红.国外自闭症儿童心理理论与规则使用之间关系研究J,首都师范大学(社会科学版).2004,155(1):
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