發布時間：2019-07-03
1.什么是“工作記憶”？
人在學習和工作中，必須在較短時間內保存和處理各種相關的已知和新知的信息。大腦保存與處理這些信息的過程形成了一套系統，這就是“工作記憶”。Alan Baddeley和Graham Hitch在1974年描述了一個工作記憶的模型，包括了互有區分又緊密相連的中央執行模塊、聲音-語言信息存儲模塊和視覺-空間信息存儲模塊；后來模型中又增加了可以在大腦中構造場景的模塊。按照這種理論，中央執行模塊的功能就包括了向重要的信息集中注意力、過濾掉不相關的信息、抑制不合適的行為，并使大腦的認知活動在不同的任務中切換等。
工作記憶是學習知識和更新記憶、理解和推理過程中的重要環節。通常認為工作記憶的容量有一定的限制，那么這個有限的容量是多大呢？對此最早的定量是由George A. Miller在1956年提出來的，他認為工作記憶的容量限制可以概括為“特別的數字7”。即Miller認為如果是年輕人的話，在同時處理工作記憶的信息時其容量最多可以歸結為7個“塊”。每個“塊”的構成元素既可以是數字、字母，也可以是詞語或其他的形式。他之后的研究表明，工作記憶容量限制的數值大小，取決于記憶“塊”的類型。如果是記憶數字的話，那么通常為7“塊”；如果是記憶字母的話，則大約為6“塊”；假如是記憶詞語的話，約為5“塊”。同時還取決于“塊”的特征，如對于長的詞匯來說，其記憶容量的“塊”數就要比短詞匯的少。大體來說，像數字，字母，詞匯這樣的語音型記憶內容，其容量大小還與大聲說出這些內容所需要的時間有很大的關系，同時也取決于這些內容的語義學狀態，即與記憶者是否了解這一內容的含義有關。可見，對一個人的記憶容量進行測量涉及到的因素很多，因此很難確定這些短期記憶或工作記憶容量究竟具體到多少“塊”。現有的理論一般認為在4-8“塊”之間，兒童和年紀較大的人容量更小一些
2.“塊”式工作記憶的技巧
盡管大多數成年人可以正確的按順序重復大約7個數字，但是的確有少數人可以展現出令人驚嘆的數字記憶容量，甚至可以記憶多到80個數字。這一能力或許可通過反復訓練來獲得，這種訓練主要是運用了把若干個連續數字編碼為一組的策略，通常是把3到5個數字編為一組，這樣的編碼組在記憶中只占用了一個“塊”的容量。要使這種方法有效，進行記憶的人必須能識別出各個數字串所組成的編碼組。例如Anders Ericsson 和同事曾經研究過一位被試者，這個人能夠深入掌握體育競技史上的比賽數據，并能將其用于“塊”的編碼；若干個這樣的“塊”又可以組成一個更高層級的“塊”，從而形成“塊”的階層。在這種情況下，只有一些最高級的“塊”保留在工作記憶中，而在回憶這些“塊”的時候再逐層遞次地展開。也就是說工作記憶中的“塊”只是作為一種線索，用于回憶每個“塊”展開后所代表的數字串。而Anders Ericsson 和Walter Kintschz提出觀點認為，練習這樣的記憶技巧實際上并不能真正的擴大工作記憶的容量，其實只是增強了從長期記憶中回憶信息的能力。可以記住80個數字的人面對其它類型的內容時，如在記憶詞匯時，則與其他人的記憶水平差不多。
3.工作記憶容量的測試
有很多種測試任務可以用于檢測工作記憶的容量。常用的一種被稱作“雙重任務”范式，有時也稱為“復合容量”，是一種在序列記憶的測試任務同時進行信息處理的檢測方式。Meredyth Daneman和Patricia A. Carpenter在1980年最先發明了這一類測試任務的形式，被稱作“閱讀容量”。被試需要閱讀若干句話，通常為2到6個句子，并試圖記住每句話的最后一個詞。即他們既需要讀完所有的句子，又需要以正確的順序來復述出所記住的每個詞。當然有些測試任務雖然沒有這樣“雙重任務”的特征，但也可以有效的衡量工作記憶的容量。目前，科學研究的主題之一就是要確認一個測試任務究竟需要哪些要素才能成為測量工作記憶容量的可靠手段。
工作記憶容量的大小與其他復雜的認知任務緊密相關，例如閱讀理解語義信息，分析解決問題，以及智商測定的任務等等。一些研究人員認為工作記憶的容量體現的是認知控制能力的差別，特別是在具有不相關的干擾信息的環境中，保持關注與當前任務相關的線索的能力，也就是集中并保持注意力的能力的個體差異。
4. 注意力缺陷多動癥與工作記憶
有一些研究者認為，注意力缺陷多動癥（Attention deficit hyperactivity disorder, ADHD）這種神經系統的疾病就與工作記憶有關，這種患者表現出注意力的衰減；而這可能是由發生在認知調控領域內的根本缺陷所導致的，例如工作記憶，或是源于整體認知調控的能力較弱。有一組綜合分析的研究成果引述了在數個研究項目中的結果后發現，ADHD組被試者在空間和語言的工作記憶任務中，以及在其他幾個認知調控的任務中成績都顯著較差。某些神經遞質，例如多巴胺或谷氨酸可能參與了ADHD和工作記憶的調節，兩種神經遞質都和額葉以及自我引導和自我控制的腦區相關聯。然而目前并不能確定其中的因果關系，因此不清楚是工作記憶的缺陷引起了ADHD癥狀，還是ADHD的注意力分散導致了工作記憶功能的下降，或者二者之間還有其他形式的關聯方式。
5.工作記憶與發育和衰老的關系
工作記憶容量在童年逐漸增長，而在老年時則逐漸衰退。從兒童期到青春期，對工作記憶的測試成績會連續不斷的提升；而且工作記憶與其他認知功能測試成績之間的提高基本同步。一些研究人員認為，工作記憶容量的增長是認知功能發育的主要驅動力；這一假說得到了實驗的證實。工作記憶的容量被證明是預測童年認知功能的有效途徑。特別有力的證據來自于一項長期的研究，該研究發現早年的工作記憶容量可以預測被試若干年后的推理能力。認知任務的復雜程度可以表示為解決問題時必須同時考慮的項目數量和項目間關系的數量，而在一系列認知任務測試中，兒童能夠掌握類似復雜程度的任務時其年齡也基本相同；這提示工作記憶容量決定了低齡兒童能掌握的認知任務的復雜程度。
工作記憶是老年時最容易受影響的認知功能之一。對于這一功能的衰退有若干種解釋。例如Tim Salthouse認為這是由于年齡增長后認知處理的速度變慢所導致的。隨著增齡年紀更大的人認知的處理速度通常更慢，根據這一現象，Salthouse提出較慢的信息處理則需要更長的時間，這使工作記憶的內容更加難以保持，因此有效的容量也減少了。然而工作記憶容量的衰減并不能完全歸因于信息處理速度變慢，因為隨著年齡增長，工作記憶容量的衰減比信息處理速度的衰減更快。另一種解釋由Lynn Hasher和Rose Zacks提出，稱為抑制假說，這一理論認為，隨著年齡的增加，大腦抑制無關的、或不再有關的信息的能力通常會變差。因此，工作記憶中會充斥著無關的內容，而減少了有意義信息的存儲容量。這一理論得到了一些實驗的支持，但目前還不能確定抑制能力的衰減是否足以解釋工作記憶容量的降低。也有人提出工作記憶、以及其他一些認知功能非常依賴前額葉皮層，而前額葉皮層在年紀增長時缺損退化較其它區域更為嚴重。
(本文包含有來自Wikipedia的內容https://en.wikipedia.org/wiki/Working memory，原文以Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported License發表。引用時翻譯為中文，并有修改)
（核稿：李澄宇、王佐仁）
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