王黄萍 ,王 平 ,侯海燕 ,李会杰 *
1. 中国科学院行为科学重点实验室 中国科学院心理研究所(中国北京 100101 );
2. 中国科学院大学心理学系(中国北京 100049)
执行功能,也称为认知控制,是一组自上而下的控制过程,核心成分主要包括抑制控制、工作记忆和认知灵活性。抑制控制指控制个体的行为、思想和注意等以克服强烈的外在诱惑或内在倾向的能力;工作记忆指在大脑中保持并操纵信息的能力;认知灵活性指适应新的规则、需求以及进行转变的能力[1-3]。学生的有效学习离不开执行功能。工作记忆是有效学习的前提,研究发现,7 岁小学生的英语和数学成绩与工作记忆呈显著正相关[4];认知灵活性是有效学习的保障,与小学生的语文和数学成绩呈显著正相关[5];抑制控制是有效学习的监控系统,与小学生语文和数学成绩呈显著正相关[5]。因此,执行功能对小学生的学习至关重要。
已有研究[6]发现,计算机化的训练、武术和正念等可以改善学生的执行功能。调查儿童干预效果的meta 分析[7]指出,正念干预是所有不同行为方法中最有效的改善执行功能的措施之一。正念干预被证实是适合在学校实施且经济有效的一种干预方法[8]。正念干预旨在培养对当下体验的更多关注和意识[9],是改善中小学生执行功能的有效手段。另有研究[10]发现,在对孤独症儿童进行8 周的正念干预后,其抑制能力得到显著改善,且效应量达到中等。Huguet 等[11]采用基于小组的正念方式,对5 名7~12 岁被诊断患有多动症的儿童进行了8 周的干预,结果发现正念干预显著改善了多动症儿童的抑制控制。一项针对平均年龄为12.9 岁的弱势学生(有行为情绪问题等)的正念干预研究[12]表明,正念干预能显著改善该群体的执行功能。此外,正念干预也可以提高11~15岁有对立违抗障碍儿童的执行功能[13]。李泉等[14]对3~4 岁幼儿进行正念干预后发现,正念干预显著提升幼儿的认知灵活性。对低年级学生进行两学年的正念干预后发现,与对照组相比,干预组的认知灵活性和抑制控制显著提高[15]。研究者[16]将198 名中学生分到正念干预组、瑜伽组和对照组,经过4 周、每周2 次的正念干预后,正念干预组的工作记忆广度显著提高,而瑜伽组和对照组则无显著改善。meta 分析[17]发现,相较对照组,正念干预对儿童和青少年的执行功能有显著的积极影响。
正念包含观察、描述、觉知的行动、不判断与不行动5 个维度。观察是指注意或注意内部和外部的刺激,如感觉、情绪认知、视觉、声音和气味;描述是指个体对自己的内在感受进行语言描述的能力,是对自己的内在感受有一个很好的觉察;觉知的行动是指注意自己当前的行动,而不是无意识的或心不在焉的行为;不判断是一种特质,即不评价自己的感觉、认知和情绪,它可以让我们对过去的经验进行更开放的评估;不行动是指允许想法和感觉简单地存在,不让注意力被它们所影响[18]。
正念意识需要抑制控制、认知灵活性和工作记忆来调节正念练习者的思想、情绪和行为。抑制控制可以通过防止自动及习惯性思维的出现,促进此刻的正念意识;工作记忆可以促进当前新信息的持续处理;认知灵活性支持从思想和情感到自我的注意和意识状态[19]。综上,思想、情绪和行为的自我调节都需要执行功能,研究正念与执行功能的3 个核心成分的关系有重要的意义。
从正念的认知机制来看, 个体认知能力特别是执行功能起重要作用。正念可产生去自动化作用。自动化指伴随着行为的不断重复,指导行为的内部步骤从意识层面消失。去自动化则是指个体对内在的行为步骤重新获得觉察。通过去自动化,训练者的认知变得更加灵活[14,19-21]。Kang等[22]发现,正念干预可以增强抑制控制,减弱自动化认知加工。正念干预练习通过增强抑制控制和改善认知灵活性,为去自动化的发生提供基础。
虽然大量研究表明正念干预可以显著改善个体的执行功能,然而目前国内外探讨正念干预对执行功能影响的研究大多以临床儿童为主。在非临床群体中,正念干预对执行功能的干预对象主要为幼儿和小学高年级及以上儿童,对小学中年级儿童的研究相对缺乏。此外,研究主要关注的是正念干预对执行功能的有效作用,对正念因素与执行功能3 个核心成分之间关系的探讨较少。因此,本研究通过对小学四年级学生进行正念干预,旨在提高四年级小学生的执行功能,同时探讨正念因素与执行功能3 个核心成分之间的关系。
本研究采用整群抽取的方法,于2021 年3—5月选取北京市某小学四年级学生。4 个班的学生随机分成干预组和对照组,各组包括2 个班。总计75 人,最后的有效样本量为69 人。干预组35 人,平均年龄为(10.40±0.41)岁,女生18 人(51.4%);对照组34 人,平均年龄为(10.38±0.34)岁,女生17 人(50.0%)。本研究方案通过中国科学院心理研究所伦理委员会审核。
1.2.1干预方法通过在线正念课程“此刻正念”,对干预组小学生进行每周1 次、每次30 min、共11 周的正念干预。除第1 节课外,其余每节课先用5 min 练习上节课的正念项目,然后观看视频、师生讨论、完成学习单。单节课整体时间为30 min。具体干预方案的内容包括正念呼吸、正念进食、正念行动和身体扫描等。
每节课的内容都建立在之前学习技能的基础之上。有些课程需要运用多种认知能力去调整自己的意识状态,如正念呼吸、正念进食、正念行动和身体扫描。有些课程需要抑制干扰,把注意力集中在呼吸、行动、食物、身体部位和安静的地方等,从而练习抑制控制能力,如第2、3、4、6、7 和9 节课。有些课程需要练习者在注意力游离的时候,不去责怪自己,而是重新把注意力拉回到呼吸、行动、食物、身体部位和声音等上,这个过程有助于认知灵活性的练习,如第2、3、4、5、7、10 节课。另外,在一些课程中,为了促进维持当前的目标,需要工作记忆技能将注意力集中在目标物体上[23],如第2、3、4、7、8 节课。详见表1。
表1 正念干预课程计划方案
1.2.2 执行功能测试 干预前及干预后1~2 周完成前测和后测,执行功能均使用纸笔测试。使用连线测试检验认知灵活性[24]。利用Stroop 测试[25]检测抑制控制。反应时为测试的衡量指标。反应时越短,说明抑制控制越好。数字倒背测验测量工作记忆广度[26],衡量指标为最长记忆广度。
1.2.3 正念水平测量
使用五因素正念量表(five facet mindfulness questionnaire, FFMQ)测量被试的正念水平[18]。该量表共有39 个条目。中文版由邓玉琴[27]修订完成,5 个分量表(观察、描述、觉知的行动、不判断、不行动)的内部一致性良好,5 个因子的同质性信度为0.448~0.746。
采用SPSS 26.0 统计软件对数据进行分析。采用独立样本t检验考察2 组被试在基线条件下是否同质,采用2(组别:干预组,对照组)×2(时间:前测,后测)重复测量方差分析考察干预效果。对执行功能3 项测试和FFMQ 前后测差值进行Pearson 相关分析,分析执行功能与正念水平之间的关系。
干预前,独立样本t检验发现,干预组与对照组在连线测试反应时、Stroop 测试反应时、数字倒背测验广度及FFMQ 得分上的差异均无统计学意义(P>0.05)。详见表2。
表2 正念干预组与对照组执行功能和FFMQ基线值比较x±s
2.2.1 认知灵活性 对连线任务进行2(组别:干预组,对照组)×2(时间:前测,后测)重复测量方差分析发现,交互作用显著[F(1,67)=8.71,P=0.004,η2p=0.115](表3)。简单效应分析表明:在组别水平上,前测时,干预组与对照组的差异不显著(P=0.778);后测时,干预组反应时显著低于对照组(P=0.014)。在时间水平上,干预组后测反应时显著低于前测(P=0.022),对照组前、后测反应时的差异不显著(P=0.072)。
表3 正念干预前后干预组与对照组执行功能和FFMQ测量值比较
2.2.2 抑制控制 对Stroop 效应进行2(组别:干预组,对照组)×2(时间:前测,后测)重复测量方差分析发现,交互作用显著[F(1,67)=6.89,P=0.011,η2p=0.093](表3)。简单效应分析显示:在组别水平上,前测时,干预组和对照组的差异不显著(P=0.647);后测时,干预组反应时显著低于对照组(P=0.033)。在时间水平上,干预组后测反应时显著低于前测(P=0.003),对照组前、后测反应时的差异不显著(P=0.499)。
2.2.3 工作记忆 对数字倒背进行2(组别:干预组,对照组)×2(时间:前测,后测)重复测量方差分析发现,交互作用显著[F(1,67)=10.74,P=0.002,η2p= 0.138](表3)。简单效应分析显示,在组别水平上,前测时,干预组和对照组工作记忆广度的差异不显著(P=0.982);后测时,干预组的工作记忆广度显著高于对照组(P=0.002)。在时间水平上,干预组后测工作记忆广度显著高于前测(P<0.001),而对照组前、后测工作记忆广度的差异不显著(P=0.827)
对正念水平总分及其各维度进行重复测量方差分析发现,除描述维度外,其他维度交互作用显著(P< 0.05)(表3)。简单效应分析表明:在组别水平上,前测时,干预组与对照组在各个维度上的差异不显著(P>0.05);后测时,干预组正念水平总分及除描述维度外的其他维度得分均显著高于对照组(P<0.05)。在时间水平上,干预组后测正念水平总分及除描述维度外的其他维度得分均显著高于前测(P<0.05),对照组后测与前测在各个维度上的差异的均不显著(P>0.05)。
对执行功能3 个测试和FFMQ 前后测差值进行Pearson 相关分析。结果发现:Stroop 测试与FFMQ 总分呈显著负相关(r=-0.274,P=0.027),与不行动维度呈显著负相关(r=-0.331,P=0.007),这说明正念干预后,当干预组抑制控制加工时间变短时,正念水平提升,不行动行为增加;连线测试与FFMQ 总分呈显著负相关(r=-0.330,P=0.007),与不判断维度呈显著负相关(r=-0.252,P=0.043),这说明正念干预后干预组认知灵活性加工更快时,正念水平提升、不判断行为增加;工作记忆广度与FFMQ 总分呈正相关(r=0.254,P=0.041),说明正念干预后,干预组工作记忆广度增加,正念水平提升。
本研究结果显示,经过11 周正念干预后,干预组工作记忆广度、认知灵活性和抑制控制均显著优于对照组,这说明正念干预改善了四年级学生的执行功能。
本研究发现,正念干预提高了四年级学生的认知灵活性。这与之前的研究结果一致[28]。一项有关正念干预的追踪研究[29]发现,经过12 周的正念干预,干预组幼儿在认知灵活性等方面优于对照组。Kang 等[30]回顾了正念对执行功能的相关文献,发现正念可以提高认知灵活性。在本研究中,四年级小学生需要抑制住无关信息,把注意力灵活地切换到特定的呼吸、食物或者身体部位等上,使小学生从一种情境转换到另一种情境,有效提升了四年级小学生的认知灵活性[31-32]。
正念干预改善了四年级学生的抑制控制。这与之前研究发现正念干预改善成年人的抑制控制一致[30,33]。对207 名8~9 岁的小学生进行8 周正念干预后发现,正念干预改善了抑制控制能力[34]。正念练习中的正念呼吸、正念行动和正念进食等活动都需要练习者抑制住无关信息,运用多种认知能力去调整自己的意识状态,进而按照引导进行练习,这个过程有利于对抑制控制等能力进行训练[35]。
本研究还发现,正念干预提高了四年级学生的工作记忆能力,这与以往研究一致。Quach 等[16]发现,正念干预有助于改善青少年的工作记忆。一项针对大学生的研究[36]也证实,2 周正念干预对工作记忆的提高是有效的。由于正念干预强调关注当下,可以减少环境因素对个体的影响,从而有助于改善工作记忆[37]。在正念呼吸、正念行动和正念进食等活动中,正念意识需要工作记忆技能,以促进维持当前的目标,并且将注意力集中在目标物体上[23],这个过程有利于提升工作记忆。
前人的研究可以为本研究提供潜在的神经机制层面的解释。执行功能的提升与脑结构的改变有关系。研究[38]表明,正念激活了前额叶皮层,同时前额叶皮层厚度增加。meta 分析研究[39]发现,前额叶皮层厚度越厚、体积越大,个体执行功能越好。研究者[40]对16 名健康人进行8 周正念干预后发现,与对照组相比,正念干预组左侧海马灰质厚度增加,后扣带回、颞叶-顶叶交界处和小脑灰质增厚,提示正念干预与涉及记忆加工脑区的灰质厚度改变有关。研究者[41]发现,较好的执行功能表现与较大的灰质体积有关。这些都在神经机制层面解释了正念干预提高执行功能的可能性。
正念干预后,小学四年级学生在正念水平总分、观察、觉知的行动、不判断和不行动维度上均有显著提升。这与国内研究者[42]对小学生12周的正念干预研究一致,干预组正念水平总分及各维度得分都有显著提升,特别是在不行动、不判断和觉知的行动等维度上。本研究中观察、觉知的行动、不判断和不行动这些因子在统计上都有显著的变化,这些变化鼓励了未来的研究。本研究在描述维度前后测无显著差异,可能是因为时间的限制及样本量较小所致。未来应该增加样本量及练习时间。
本研究发现,执行功能的提升与正念水平的提升呈显著正相关,这与国外的研究一致[43]。正念和工作记忆之间的联系可能反映了正念意识需要工作记忆技能的调动,以促进对目标对象集中注意力的当前目标的维持。抑制控制与正念之间的显著关联表明,正念意识可能需要抑制控制来防止反刍思想、行为或分散注意力[40]。
本研究在以下方面存在不足:首先,本研究被试来自北京,结果是否能够推广到其他地区尚未可知,未来研究可对不同地区四年级儿童正念干预效果进行进一步验证;其次,本研究未进行追踪测试,只能评估干预的即时效果,未来研究需进一步考察正念干预对四年级学生干预效果的持续性。