摘要　執(zhí)行衰退假說認(rèn)為執(zhí)行功能的特異性衰退是引起認(rèn)知年老化的主要原因，近年來越來越多的研究表明，老年人的執(zhí)行功能及其相關(guān)腦區(qū)(主要為前額葉)存在可塑性，通過訓(xùn)練執(zhí)行功能的衰退可得到緩解，且相關(guān)腦區(qū)的激活水平、腦容量或神經(jīng)遞質(zhì)都可發(fā)生改變；部分研究還發(fā)現(xiàn)執(zhí)行勸能訓(xùn)練對其它認(rèn)知能力有一定的遷移效應(yīng)。這些發(fā)現(xiàn)對于認(rèn)知年老化理論的繼續(xù)探索和認(rèn)知干預(yù)研究的實踐應(yīng)用都具有重要意義。
　　關(guān)鍵詞　執(zhí)行功能；老年人；認(rèn)知可塑性；神經(jīng)可塑性；遷移效應(yīng)
　　分類號　B842；B844.4
　　
　　長期以來，認(rèn)知年老化研究延續(xù)的是傳統(tǒng)的“衰退模型”，例如較有影響的加工速度理論、抑制控制理論和執(zhí)行衰退理論，這些理論無一例外地強調(diào)年老化所帶來的認(rèn)知損傷。然而越來越多的研究表明，老年人的認(rèn)知功能可以通過訓(xùn)練得以提高，甚至在一定程度上有所逆轉(zhuǎn)(Bares & Lindenberger，1988；Thompson&Foth.2005；Willis et al.，2006)，并且訓(xùn)練還可引發(fā)腦容量、腦功能激活等的變化，這一現(xiàn)象被稱為認(rèn)知可塑性(cognitive plastici)和神經(jīng)可塑性(neutral plasticity)�！禤sychology and Aging》在2008年末專刊介紹了老年認(rèn)知可塑性的各類研究(Mayr，2008)，表明“可塑性”已成為當(dāng)前認(rèn)知年老化研究領(lǐng)域的一個新趨勢。
　　從Baltes和Willis 1982年提出“認(rèn)知可塑性”概念伊始，針對老年人的各類認(rèn)知干預(yù)研究不斷涌現(xiàn)，如對記憶、推理、加工速度等的訓(xùn)練。近年來，隨著執(zhí)行功能及相關(guān)理論的提出，執(zhí)行功能成為認(rèn)知干預(yù)的一個新的目標(biāo)能力，對工作記憶和各種執(zhí)行功能進行認(rèn)知訓(xùn)練和干預(yù)的研究正逐漸成為一個新的研究熱點。2008年的認(rèn)知年老化大會(cognitive Aging Conference)對執(zhí)行功能的認(rèn)知干預(yù)作為一個專題進行了探討。
　　
　　1　執(zhí)行衰退假說與執(zhí)行功能的可塑性
　　
　　執(zhí)行功能(Execufive Function)是大腦最高級的認(rèn)知活動，負(fù)責(zé)對各種具體的認(rèn)知加工過程進行控制和協(xié)調(diào)，一直是神經(jīng)心理學(xué)、認(rèn)知心理學(xué)以及認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究的一個熱點(collette，Hogge，Salmon，&Van der Linden，2006；周曉林，2004)。額葉(特別是前額葉)是執(zhí)行功能重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，相對于其它腦區(qū)，額葉隨增齡的衰退更快(Raz，2000，2004)。由此一些研究者提出執(zhí)行衰退假說(executive decline hypothesis of cognitive aging)，認(rèn)為執(zhí)行(額葉)功能的隨增齡衰退是引起人們?nèi)粘ＵJ(rèn)知功能(記憶、推理、視覺空間能力)衰退的主要原因(West，1996；陳天勇，韓布新，羅躍嘉，李德明，2004)。近年來，執(zhí)行功能在認(rèn)知可塑性和神經(jīng)可塑性研究領(lǐng)域也引起了高度重視。如果認(rèn)知年老化主要源于執(zhí)行功能的隨增齡衰退，并且老年人的執(zhí)行功能存在可塑性，那么針對執(zhí)行功能的認(rèn)知干預(yù)就可能達(dá)到事半功倍的效果。
　　越來越多的研究表明，執(zhí)行功能并不是單一結(jié)構(gòu)的認(rèn)知系統(tǒng)，即存在多種不同的執(zhí)行功能，如記憶更新、注意轉(zhuǎn)換、雙任務(wù)協(xié)調(diào)、抑制優(yōu)勢反應(yīng)等(collette&Van der Linden，2002；Miyake，F(xiàn)riedman，Emerson，Witzki，&Howerter，2000；陳天勇，李德明，2005)。近年來，研究者對上述幾種執(zhí)行功能的可塑性分別進行了研究。不同執(zhí)行功能的可塑性及認(rèn)知訓(xùn)練的可遷移性是否存在差異，這也是本綜述關(guān)心的一個核心問題。
　　
　　2　執(zhí)行功能認(rèn)知可塑性的實證研究
　　
　　個體通過訓(xùn)練提高了在目標(biāo)認(rèn)知任務(wù)上的行為表現(xiàn)，就訓(xùn)練本身而言即表明訓(xùn)練效應(yīng)(training effects)的存在，就接受訓(xùn)練的個體而言即表明個體有認(rèn)知可塑性。也就是說，對老年人的執(zhí)行訓(xùn)練存在訓(xùn)練效應(yīng)，也就表明了老年人的執(zhí)行功能具有可塑性。另一方面，當(dāng)評定一項認(rèn)知訓(xùn)練的有效性時，還應(yīng)檢測由訓(xùn)練帶來的目標(biāo)能力的改善能否運用到一個新的任務(wù)情境中，也就是訓(xùn)練的遷移效應(yīng)(transfer effects)。一般可將遷移劃分為兩種類型：近遷移與遠(yuǎn)遷移(Karbach，2008)。簡單而言，近遷移(near transfer)指的是遷移任務(wù)與訓(xùn)練任務(wù)涉及能力相同；遠(yuǎn)遷移(far transferl指的是遷移任務(wù)與訓(xùn)練任務(wù)所涉及的認(rèn)知能力不同，或者是對日常生活能力的遷移。此外，訓(xùn)練效應(yīng)及遷移效應(yīng)的保持(maintenance)情況對于評定認(rèn)知訓(xùn)練也很重要。
　　
　　2.1工作記憶和記憶更新(Memory Updating)
　　工作記憶在學(xué)習(xí)、閱讀和問題解決等高級認(rèn)知活動中發(fā)揮著重要的作用，它負(fù)責(zé)各種認(rèn)知加工的執(zhí)行和控制，同時負(fù)責(zé)對相關(guān)信息的暫時存儲，記憶更新則根據(jù)任務(wù)的需要使工作記憶的內(nèi)容不斷更新，納入有用的新信息，拋棄無用的舊信息。如讀報時，需要對閱讀的內(nèi)容進行加工和存儲，同時不斷地更新工作記憶中的內(nèi)容。研究發(fā)現(xiàn)，工作記憶與記憶更新能力關(guān)系密切(Miyake et al.，2000)，工作記憶或記憶更新能力都存在年老化現(xiàn)象(salthouse，1994；彭華茂，張凌，申繼亮，2009)。實際上，在對工作記憶進行訓(xùn)練的研究中，通常使用n-back或動態(tài)記憶任務(wù)這些記憶更新的范式。
　　Li等人(2008)使用兩種難度水平的空間工作記憶(2－back)任務(wù)進行訓(xùn)練，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過45天(15分鐘／天)的訓(xùn)練后，青年組和老年組在兩類訓(xùn)練任務(wù)上的成績均有所提高，而且在較難條件下兩組的訓(xùn)練獲益更多，且老年組的絕對獲益量大于青年組。其中老年組在正確率上提高了30％(從58％提高到88％)，在反應(yīng)時上改善了近一倍(從1450ms減少至700ms)。雖然老年組經(jīng)過訓(xùn)練達(dá)到的最好成績依舊低于青年組，但能夠達(dá)到后者訓(xùn)練前的基線水平。在訓(xùn)練遷移方面，發(fā)現(xiàn)老年組訓(xùn)練后在空間3－back任務(wù)和數(shù)字2－back、3－back任務(wù)上的成績有顯著提高，但沒有發(fā)現(xiàn)對工作記憶廣度任務(wù)的遠(yuǎn)遷移。這些訓(xùn)練效應(yīng)與遷移效應(yīng)在3個月后的測查中仍然存在，但較之青年組，老年組的保持量有更大程度的減少，作者認(rèn)為如果在集中訓(xùn)練結(jié)束后再對老年組進行一些恢復(fù)性訓(xùn)練，可能會有利于其訓(xùn)練獲益的長期保持。
　　近年來，一些研究者開始采用適應(yīng)性訓(xùn)練(adaptive training)對老年人進行認(rèn)知干預(yù)，即在整個訓(xùn)練過程中，根據(jù)個體能力來不斷靈活調(diào)節(jié)訓(xùn)練任務(wù)難度。Brehmer，Westerberg和Backman(2008)認(rèn)為，相對于難度水平固定的認(rèn)知訓(xùn)練，這種適應(yīng)性訓(xùn)練能夠產(chǎn)生更顯著的訓(xùn)練效應(yīng)。Buschkuehl等人(2008)使用這種訓(xùn)練方式對老年 組進行了12周的(45分／階段，每周2階段)的訓(xùn)練，發(fā)現(xiàn)老年組在三個工作記憶任務(wù)上均有顯著的訓(xùn)練效應(yīng)，但因在各任務(wù)上策略使用的差異以及任務(wù)難度的影響，高齡老人在三個任務(wù)上的訓(xùn)練獲益程度不同，成績提高量分別為44％、62％及15％。且在空間工作記憶廣度任務(wù)(近遷移)及視覺情景記憶任務(wù)(遠(yuǎn)遷移)上的成績分別提高了21.3％和25％。但在后繼一年的測查中沒有發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練效應(yīng)及遷移效應(yīng)的保持。這一研究結(jié)果改變了以往認(rèn)為高齡老人學(xué)習(xí)新技能的潛力非常有限的觀點(singer，Lindenberger，&BaRes，2003)，說明即使80歲高齡老人的工作記憶同樣存在一定的可塑性。
　　Dahlin，Nyberg，Backman和Neely(2008)同樣使用適應(yīng)性訓(xùn)練方式，采用四類動態(tài)記憶任務(wù)(running memory task)(任務(wù)刺激分別為數(shù)字，字母，顏色，空間位置)進行為期5周(45分／階段，每周3階段)訓(xùn)練。結(jié)果顯示，老年組與青年組在四類動態(tài)記憶訓(xùn)練任務(wù)上均能夠達(dá)到最高難度水平，兩個年齡組的訓(xùn)練獲益量相當(dāng)；在用來測定訓(xùn)練效果的字母記憶任務(wù)上，老年組經(jīng)過訓(xùn)練后能夠成功回憶出更多的系列數(shù)，由訓(xùn)練前的1個系列增長到5個系列；雖然老年組不如青年組的改善幅度大，但訓(xùn)練后的成績已高于青年組訓(xùn)練前的基線水平；在18個月后的測查中，訓(xùn)練組老年人的工作記憶水平依然能夠高于青年組的基線水平，說明訓(xùn)練結(jié)束的18個月內(nèi)，執(zhí)行功能的可塑性仍能保持，并不是一個短暫的現(xiàn)象。但在遷移方面，兩個年齡組在計算廣度、情節(jié)記憶、推理等任務(wù)上的成績均沒有顯著提高，只發(fā)現(xiàn)在青年組對數(shù)字3-back任務(wù)的有限近遷移，而老年組沒有出現(xiàn)任何遷移效應(yīng)。
　　
　　2.2注意轉(zhuǎn)換(Attention Switching)
　　也可稱為任務(wù)轉(zhuǎn)換(Task Switching)，體現(xiàn)為對多個任務(wù)或認(rèn)知操作之間相互轉(zhuǎn)換的控制過程。日常生活中需要同時或連續(xù)處理多種任務(wù)，這就要求在不同的任務(wù)之間進行快速、頻繁的任務(wù)轉(zhuǎn)換，因而注意轉(zhuǎn)換能力也是影響老年人日常生活質(zhì)量的重要因素。注意轉(zhuǎn)換能力通常用任務(wù)轉(zhuǎn)換范式來研究，一般包括兩類組塊：單一組塊(始終執(zhí)行同一種任務(wù)，如AAAA，或BBBB)和轉(zhuǎn)換組塊(交替執(zhí)行多種任務(wù)，如AABBAABB)，轉(zhuǎn)換組塊比單一組塊反應(yīng)更慢，錯誤更多，這種成績差異就是一般轉(zhuǎn)換代價(general switch cost)，反映的是對兩種任務(wù)規(guī)則的保持和任務(wù)轉(zhuǎn)換能力：轉(zhuǎn)換組塊中轉(zhuǎn)換項目(如
　　AA…BBAABB…)與非轉(zhuǎn)換項目(如A…ABBAABB…)的成績差異就是特殊轉(zhuǎn)換代價(specific switch cost)，反映的只是在兩個任務(wù)問的轉(zhuǎn)換能力。一般來說，在特殊轉(zhuǎn)換代價上不存在年齡差異，而在一般轉(zhuǎn)換代價(即通常意義上的轉(zhuǎn)換代價)上，老年人明顯高于青年人(Kray & Lindenberger，2000)，但這種年齡差異可以通過訓(xùn)練降低或消除。
　　Buchler，Hoyer和Cerella(2008)進行的注意轉(zhuǎn)換訓(xùn)練中設(shè)置的轉(zhuǎn)換任務(wù)并不限于兩個，有4類兩位數(shù)的數(shù)字運算任務(wù)。訓(xùn)練任務(wù)為對這4類任務(wù)不同組合的轉(zhuǎn)換，任務(wù)組合可設(shè)置為2個(如加法轉(zhuǎn)換為大數(shù)減1)、3個或4個。在完成5天的訓(xùn)練后，老年組在訓(xùn)練各階段的任務(wù)成績不斷改善，甚至當(dāng)要求執(zhí)行4個任務(wù)的轉(zhuǎn)換作業(yè)時，與青年組在轉(zhuǎn)換代價上的年齡差異也消失了。這個結(jié)果類似于Kramer，Hahn和Gopher(1999)使用任務(wù)線索范式進行任務(wù)轉(zhuǎn)換訓(xùn)練的結(jié)果，經(jīng)過訓(xùn)練后老年組和青年組的轉(zhuǎn)換代價相等，說明老年組的轉(zhuǎn)換代價有更大的減少，且這種訓(xùn)練獲益可以持續(xù)兩個月。
　　還有一些研究在訓(xùn)練中使用到口頭自我指導(dǎo)(Verbal Self-Instructions)策略，即在任務(wù)準(zhǔn)備期說出下一個任務(wù)目標(biāo)。Kray，Eber和Karbach(2008)發(fā)現(xiàn)這種策略的使用可使老年人的轉(zhuǎn)換代價有更大幅度的降低，作者解釋因語言對動作控制有著調(diào)控功能，能夠?qū)⒆⒁饧�中到與任務(wù)相關(guān)的信息上，所以老年人可以利用這種言語化策略來彌補在任務(wù)加工上的缺陷。Karbach(2008)發(fā)現(xiàn)在完成4個階段交替轉(zhuǎn)換范式的任務(wù)轉(zhuǎn)換(客體辨別與數(shù)量判斷)訓(xùn)練后，使用口頭自我指導(dǎo)訓(xùn)練策略的老年組在訓(xùn)練任務(wù)上的特殊轉(zhuǎn)換代價從第1個訓(xùn)練階段到第4個訓(xùn)練階段的平均減少量為66.7％，而未使用策略的老年組其特殊轉(zhuǎn)換代價的平均減少量為45.1％，Karbach和Kray(2009)也發(fā)現(xiàn)了相同的結(jié)果。在遷移效應(yīng)方面，Karbach發(fā)現(xiàn)遷移任務(wù)的一般轉(zhuǎn)換代價有所改善，而且老年組在一般轉(zhuǎn)換代價上的近遷移相比青年組更顯著，此外還發(fā)現(xiàn)了在特殊轉(zhuǎn)換代價上的近遷移效應(yīng)(平均效應(yīng)值1.17)，這一發(fā)現(xiàn)證實并擴展了Minear，Shah和Park(2002)的研究結(jié)果；而且所有年齡組被試在Stroop任務(wù)、言語及視覺空間工作記憶任務(wù)和瑞文推理測驗上的成績都有所提高，說明任務(wù)轉(zhuǎn)換訓(xùn)練的獲益也可以遠(yuǎn)遷移到其他執(zhí)行控制加工能力，如抑制、工作記憶，以及其他認(rèn)知領(lǐng)域(如流體智力)，這種遷移效應(yīng)可以保持一年時間。
　　
　　2.3雙任務(wù)協(xié)調(diào)(Dual-task Coordination)
　　雙任務(wù)協(xié)調(diào)是指同時執(zhí)行兩項任務(wù)時分配注意資源的能力，例如狹路行走時進行記憶活動，開車的同時與人交談等，而老年人普遍存在這種注意控制上的困難(Hasher，Lustig，&Zacks，2007)。雙任務(wù)協(xié)調(diào)能力通常用雙任務(wù)虧損(dual task cost)來測查，即加工雙重任務(wù)與加工兩項單一任務(wù)的時間差異。與青年人相比，老年人存在更大的雙任務(wù)虧損(Verhaeghen，Steitz，Sliwinski，&Cerella，2003)。
　　在雙任務(wù)訓(xùn)練研究中，眾多研究者在訓(xùn)練過程中使用到兩種不同的加工策略：可變優(yōu)先加工(variable priority，VP)與固定優(yōu)先加工(fixed priority，F(xiàn)P)。在VP條件下，要求被試對兩個任務(wù)都盡快做出反應(yīng)，這就需要不斷地變換對兩個任務(wù)的優(yōu)先注意；在FP條件下，被試始終保持對某一任務(wù)的優(yōu)先注意，如當(dāng)兩個任務(wù)同時呈現(xiàn)時，先對其中一項任務(wù)進行加工(Gopher，Weil，&Siegel，1989)。Kramer和Larish等人發(fā)現(xiàn)相比FP訓(xùn)練組，VP組能夠更快的掌握訓(xùn)練任務(wù)，有更多的訓(xùn)練獲益(如反應(yīng)時改善上，VP組30.8％，F(xiàn)P組16.6％)，而且VP策略能夠大大降低老年組和青年組在雙任務(wù)加工上的年齡差異，如VP組在反應(yīng)時上的年齡差異降低了32.5％(224～151ms)，而FP組的年齡差異反而增加了10.3％(217～242ms)，即表示VP老年組有更多的訓(xùn)練獲益，而當(dāng)時大 多研究發(fā)現(xiàn)老年組的訓(xùn)練獲益少于青年組或兩者獲益相當(dāng)，Kramer等人的這個結(jié)果可以說是一個新的發(fā)現(xiàn)：而且VP組對新的任務(wù)情境有更多的遷移，如在遷移任務(wù)正確率的改善上，VP組提高了47％，而FP組僅提高了12.3％，且這些訓(xùn)練獲益的保持可維持45～60天(Kramer，Larish，&Strayer，1995；Kramer，Larish et al.，1999)。VP策略的優(yōu)勢同樣也體現(xiàn)在姿勢一認(rèn)知雙任務(wù)訓(xùn)練中，研究發(fā)現(xiàn)VP組的老年被試在步速上有更大改善，且只有VP組的訓(xùn)練效應(yīng)能夠保持3個月(Silsupadol et al.，2009)。
　　Bherer等人(2005)使用兩個簡單的辨別任務(wù)作為訓(xùn)練任務(wù)，如高低音辨別(440Hz或990Hz，聽覺任務(wù))與字母確認(rèn)任務(wù)(B或C，視覺任務(wù))，結(jié)果發(fā)現(xiàn)老年組與青年組的雙任務(wù)虧損都有所下降，兩組在反應(yīng)時上訓(xùn)練獲益相當(dāng)；在正確率指標(biāo)上，老年組表現(xiàn)出更好的成績改善，且老年組經(jīng)過對視聽任務(wù)組合的訓(xùn)練后，在新的相同刺激模式的視聽組合及不同刺激模式的視視組合兩類遷移任務(wù)上的雙任務(wù)虧損分別減少30％和25‰且這種訓(xùn)練獲益在訓(xùn)練結(jié)束一個月后依然存在，在隨后2006與2008年的研究中也同樣發(fā)現(xiàn)老年組注意控制能力存在可塑性。但是Bherer等人的系列研究并沒有發(fā)現(xiàn)VP與FP這兩種加工策略的差異，與Kramer等人的研究結(jié)果不一致。
　　可以看出，VP訓(xùn)練策略的有效使用依賴于訓(xùn)練任務(wù)的難度水平，訓(xùn)練任務(wù)難易度的不同會造成訓(xùn)練結(jié)果上的差異。相比Kramer等人研究中較復(fù)雜的訓(xùn)練任務(wù)(監(jiān)測任務(wù)與字母數(shù)字任務(wù))，使用簡單的辨別任務(wù)進行訓(xùn)練(如Bherer等人的系列研究)就很難表現(xiàn)出VP策略的優(yōu)越性，但同時還應(yīng)注意，訓(xùn)練任務(wù)越復(fù)雜也不利于老年人從訓(xùn)練中獲益(Maquestiaux，Hartley，&Bertsch，2004)，如Gothe，Oberauer和Kliegl(2007)使用兩個不同類型的連續(xù)記憶更新任務(wù)進行雙任務(wù)訓(xùn)練，訓(xùn)練任務(wù)本身具有較高的工作記憶負(fù)荷量，最終沒有發(fā)現(xiàn)老年組的訓(xùn)練獲益。而且，研究發(fā)現(xiàn)老年人在雙任務(wù)加工中使用了保守的執(zhí)行控制策略，更重視正確率而非速度，即便長時間的練習(xí)后，還是以較慢的加工速度為代價來保證任務(wù)加工上較高的正確率。所以對于老年人來說，還應(yīng)在訓(xùn)練過程中給予策略指導(dǎo)，鼓勵其使用更大膽的加工策略。
　　
　　2.4抑制優(yōu)勢反應(yīng)(Inhibition of Proponent Responses)
　　同樣，在任務(wù)完成過程中能夠排除干擾也是一項重要的注意控制能力。這里所講的抑制主要強調(diào)對優(yōu)勢行為(習(xí)慣、熟悉或正在進行的動作)的積極的、有意的抑制，是一種內(nèi)源性的行為控制。研究發(fā)現(xiàn)，老年人的抑制能力有所衰退(Hasher&Zacks，1988；Hasher，Zacks，&May，1999)，比如在干擾環(huán)境下很難將注意力集中在閱讀上，或是由于難以抑制與當(dāng)前任務(wù)無關(guān)的信息。在談話中出現(xiàn)更多脫離目標(biāo)的絮叨。
　　目前對老年人抑制訓(xùn)練的研究很少，僅有少量的研究發(fā)現(xiàn)老年人抑制的認(rèn)知可塑性。Stroop色詞測驗是測量抑制能力的經(jīng)典范式。同青年組相比，老年組有較大的Stroop干擾效應(yīng)，但經(jīng)過色詞干擾任務(wù)的練習(xí)后，兩組的抑制能力均有所改善，雖然練習(xí)之后依然存在Stroop干擾效應(yīng)，但在Stroop干擾量的大小變化上，老年組在反應(yīng)時上的絕對獲益量(72ms)較高于青年組(25ms)(Davidson，Zacks，&Williams，2003)。老年組在經(jīng)過3周信號抑制任務(wù)(stop-signal task)訓(xùn)練后，在另外兩項抑制測驗(Sffoop色詞測驗和Hayling補句測驗)上的成績能夠有所改善(Lyrette，Langlois，&Bherer，2008)。而且除認(rèn)知訓(xùn)練外，抑制能力也可通過身體鍛煉來改善。在經(jīng)過十個月身體鍛煉后，老年組在Stroop色詞測驗上的成績有顯著改善，且在反應(yīng)時(效應(yīng)值為0.93)和正確率(效應(yīng)值為0.72)上的改善幅度都很大(smiley-Oyen，Lowry，F(xiàn)rancois，Kohut，& Ekkekakis，2008)�？梢妶�(zhí)行控制能力可通過認(rèn)知訓(xùn)練或身體鍛煉來改善，但是這些獲益是否是由同一潛在機制(或某一特定大腦部位)調(diào)節(jié)還需進一步研究(Kramer&Willis，2002)。
　　
　　3　神經(jīng)可塑性的實證研究
　　
　　除了在行為水平上表現(xiàn)出來的認(rèn)知可塑性，其他研究者利用各種技術(shù)手段，如功能性核磁共振(fMRI)，、結(jié)構(gòu)性核磁共振(MRI)或擴散張量成像(DTI)、磁共振波譜分析(MRS)等，分別在腦的功能水平、結(jié)構(gòu)水平(灰質(zhì)或白質(zhì))、以及分子水平(如神經(jīng)遞質(zhì))上發(fā)現(xiàn)了訓(xùn)練相依的神經(jīng)可塑性。
　　目前神經(jīng)可塑性研究較多關(guān)注在功能水平上。Olesen，Westerberg和Klingberg(2004)以青年人為被試進行5周的視覺空間工作記憶訓(xùn)練，研究發(fā)現(xiàn)被試額中回及頂上小葉與頂下小葉腦區(qū)的激活增加，這一皮層活動的變化說明訓(xùn)練可以引起工作記憶神經(jīng)基礎(chǔ)的可塑性，Westerberg和Klingberg(2007)進而發(fā)現(xiàn)這種激活的變化并非是額外腦區(qū)的激活，而只是已激活腦區(qū)在激活程度上的小幅增長。Dahlin，Neely，Larsson，B~ckman和Nyberg(2008)的研究發(fā)現(xiàn)了青年組經(jīng)記憶更新任務(wù)訓(xùn)練后前額葉激活的降低。但青年人經(jīng)訓(xùn)練引起的神經(jīng)激活的變化并不限于在激活程度上簡單地增加或降低。Erickson等人(2007a)在對青年組進行雙任務(wù)訓(xùn)練(顏色辨別與字母確認(rèn))后，被試在行為指標(biāo)上的成績有所改善，且之前被激活的右腹側(cè)前額葉(VLPFC)經(jīng)訓(xùn)練后激活程度顯著下降；而背側(cè)前額葉(DLPFC)某區(qū)經(jīng)訓(xùn)練后激活程度增強，訓(xùn)練引起了與雙任務(wù)加工相關(guān)腦區(qū)在激活位置上的“轉(zhuǎn)移”，這種轉(zhuǎn)移可能表示認(rèn)知訓(xùn)練引發(fā)了大腦皮層功能的重組，從而得以改善任務(wù)加工上的表現(xiàn)。
　　隨后Erickson等人(2007b)考察訓(xùn)練引發(fā)神經(jīng)可塑性這個結(jié)果能否擴展到執(zhí)行失調(diào)或有執(zhí)行缺陷的老年群體中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)老年組在DLPFC腦區(qū)激活降低，青年組激活增加，兩者在激活程度上出現(xiàn)趨同，這表明老年組可能學(xué)會了在任務(wù)協(xié)調(diào)中更有效的使用該腦區(qū)：老年組在VLPFC腦區(qū)激活的非對稱性(即單側(cè)化優(yōu)勢)增強，具體來看，老年組左側(cè)VLPFC激活增強，這個區(qū)域靠近布洛卡區(qū)，表明老年組增加了對外部言語或內(nèi)部言語化策略的依賴。Brehmer等人(2008)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過工作記憶訓(xùn)練后，老年組在任務(wù)相關(guān)腦區(qū)(額、頂、顳)的激活下降，表明訓(xùn)練可以改善老年組的腦功能及神經(jīng)效率。在這些研究中，訓(xùn)練所引起的腦區(qū)激活程度的改變都可發(fā)生在最易隨增齡而出現(xiàn) 萎縮的前額葉，從而表明，在這些腦區(qū)出現(xiàn)的年齡相關(guān)的功能衰退并不是年老化必然的過程，可以通過訓(xùn)練有效地減緩甚至逆轉(zhuǎn)。
　　另外，從神經(jīng)可塑性角度也可解釋存在于遷移效應(yīng)上的年齡差異，從上部分可以看出老年人存在一些積極的遷移效應(yīng)，但相對于青年人，老年人的遷移效應(yīng)還較少。研究發(fā)現(xiàn)老年人訓(xùn)練遷移的產(chǎn)生會因年齡相關(guān)的腦功能衰退而受到限制。已有研究表明更新加工與紋狀體有關(guān)，Dahlin等人(2008)發(fā)現(xiàn)，青年組在訓(xùn)練后加工字母記憶任務(wù)(同訓(xùn)練任務(wù))和3－back任務(wù)(近遷移任務(wù))時其左側(cè)紋狀體出現(xiàn)了激活程度的增強：老年組在訓(xùn)練前紋狀體激活不顯著，在訓(xùn)練后只在加工字母記憶任務(wù)時的激活程度有所增加，但是在3-back任務(wù)上激活程度沒有出現(xiàn)顯著的改變，結(jié)合行為指標(biāo)，只有青年組出現(xiàn)了在3－back任務(wù)上的近遷移效應(yīng)，研究者由此認(rèn)為老年組在更新訓(xùn)練中遷移效應(yīng)的局限性可能反映了年老化過程中紋狀體的功能缺陷。
　　除了腦功能水平上的神經(jīng)可塑性，近來研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)過鍛煉或技能學(xué)習(xí)，成人大腦依然可以發(fā)生結(jié)構(gòu)上的變化。在經(jīng)過6個月的有氧鍛煉后，老年組的前額葉、顳葉及頂葉的灰質(zhì)和白質(zhì)容量增加，而青年組卻沒有顯著變化(colcombe et al.，2003；Colcombe et al.，2006)，，而且老年組的這種鍛煉獲益減少了腦容量萎縮的風(fēng)險，在前扣帶皮層(ACC／SMA)、右顳上回(nSTG)、右側(cè)額中回(rtMFG)與白質(zhì)前連合(AWM)分別降低了42.1％，33.7％，27.2％與27.3％。此外，在經(jīng)過三個月甚至短暫一周的接拋球雜耍訓(xùn)練后，學(xué)習(xí)雜耍者在主要負(fù)責(zé)運動信息存儲與加工處理的腦區(qū)(如顳中區(qū)、頂內(nèi)溝)的灰質(zhì)容量均出現(xiàn)了顯著的雙邊擴展(Draganski et al.，2004；Driemeyer，Boyke，Gaser，Bfichel，&May，2008)，老年組也能出現(xiàn)相同的增長(Boyke，Driemeyer，Gaser，Buchel，&May，2008)，且大腦自質(zhì)也可隨訓(xùn)練發(fā)生增長(sch01z，Klein，Behrens，&Johansen-Berg，2009)。這些結(jié)果均表明，成人可通過鍛煉引發(fā)神經(jīng)可塑性，大腦神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)信號傳導(dǎo)速度得以提高進而改善了行為表現(xiàn)，對于老年人來說，隨年老化出現(xiàn)的大腦結(jié)構(gòu)萎縮(Raz，2000)也可得到一定程度的緩解。
　　而且，對神經(jīng)可塑性的研究還可深入到腦的分子這一細(xì)微層次，如與工作記憶關(guān)系最密切的中樞多巴胺系統(tǒng)。McNab等人(2009)發(fā)現(xiàn)在經(jīng)過14個小時的工作記憶訓(xùn)練后，伴隨著工作記憶能力的提高，被試的前額和頂葉皮層區(qū)的多巴胺D1受體發(fā)生了變化，多巴胺D1受體系統(tǒng)的這一可塑性表明了認(rèn)知活動與大腦生化成分的相互作用。在另一項研究中，Valenzuela等人(2003)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過記憶訓(xùn)練的老年組其海馬區(qū)的神經(jīng)生化發(fā)生變化，膽堿與肌酸這兩類能量代謝物質(zhì)的信號值升高，表現(xiàn)為神經(jīng)元能量提高，這有利于突觸信號的傳遞。
　　
　　4　研究評述與展望
　　
　　就目前對各項執(zhí)行功能訓(xùn)練而言，可以發(fā)現(xiàn)老年人能夠通過訓(xùn)練提高相應(yīng)的目標(biāo)能力，表明了老年執(zhí)行功能認(rèn)知可塑性的存在。一般情況下，老年人的絕對訓(xùn)練獲益量相比青年人更高，原本在任務(wù)加工上的年齡差異降低甚至消失，而且在工作記憶訓(xùn)練研究中還可發(fā)現(xiàn)老年組在訓(xùn)練后能夠達(dá)到甚至超過青年組訓(xùn)練前的基線水平。現(xiàn)有研究發(fā)現(xiàn)老年組對這些訓(xùn)練獲益的保持在幾個月后的測查中依然存在，甚至可達(dá)18個月之久，但老年組認(rèn)知可塑性的保持還是相對有限的，有時可能還需要一定量的恢復(fù)訓(xùn)練來維持有限的可塑性。
　　在訓(xùn)練遷移方面，目前四類執(zhí)行功能表現(xiàn)出的可遷移性存在一定的差異。如在記憶更新、雙任務(wù)協(xié)調(diào)和抑制能力的訓(xùn)練上，老年人只出現(xiàn)了很少的近、遠(yuǎn)遷移，這與之前大多訓(xùn)練研究的結(jié)果一致。以往研究發(fā)現(xiàn)大多認(rèn)知訓(xùn)練產(chǎn)生的遷移很少，或者只是特定于訓(xùn)練任務(wù)或特定于某一認(rèn)知加工上的有限的近遷移(Ball et al.，2002；Williset al.，2006)。不過可喜的是，研究發(fā)現(xiàn)對注意轉(zhuǎn)換的訓(xùn)練可改善抑制能力、工作記憶與智力(Karbach，2008)，這一結(jié)果說明對老年人進行某些執(zhí)行功能的訓(xùn)練可使整體的認(rèn)知功能得以提高，體現(xiàn)出這種認(rèn)知訓(xùn)練的相對優(yōu)越性。這種在可遷移性上的差異也反映了認(rèn)知訓(xùn)練研究中的一個普遍問題，即各項認(rèn)知能力在訓(xùn)練的難易度上是有差別的，哪種認(rèn)知功能可訓(xùn)練且可遷移到其他能力或行為上的程度是不同的(Thorell，Lindqvist，Bergman Nutley，Bohlin，&Klingberg，2009)。但是，目前對老年執(zhí)行功能訓(xùn)練可遷移性的研究還很缺乏，部分執(zhí)行功能訓(xùn)練是否真的沒有遠(yuǎn)遷移效應(yīng)值得進一步研究。例如，就雙任務(wù)和抑制的訓(xùn)練而言，現(xiàn)有研究更多關(guān)注訓(xùn)練的近遷移，未來研究應(yīng)對訓(xùn)練的遠(yuǎn)遷移投入更多的關(guān)注：在工作記憶或記憶更新的訓(xùn)練上，現(xiàn)有研究大多發(fā)現(xiàn)對n-back任務(wù)的訓(xùn)練并沒有出現(xiàn)對智力的遠(yuǎn)遷移，而已有研究發(fā)現(xiàn)對青年組的雙n-back訓(xùn)練可改善其智力(Jaeggi，Buschkuehl，Jonides，&Perrig，2008)，另一方面，工作記憶廣度與智力關(guān)系密切(Ackerman，Beier，&Boyle，2005)，那么對老年人進行工作記憶廣度的訓(xùn)練是否能夠遷移到智力的提高上也值得進一步研究。
　　在對訓(xùn)練方案的優(yōu)化上，首先，新的訓(xùn)練方式或訓(xùn)練策略的使用能夠促進訓(xùn)練效應(yīng)的產(chǎn)生，如老年人在靈活設(shè)定和調(diào)整任務(wù)加工順序(task priority)時有困難，而可變優(yōu)先加工策略就指向老年人的這種加工缺陷，從而老年人可以從訓(xùn)練中有更多獲益。也就是說，針對老年人尚存但不能有效運用的功能進行訓(xùn)練，可能是促進訓(xùn)練和遷移的有效方法(Bissig&Lustig，2007)。其次，應(yīng)該注意到各種策略在遷移效應(yīng)(尤其是近遷移)上的差異。如言語化策略或自適應(yīng)訓(xùn)練并沒有促進遷移的產(chǎn)生，而任務(wù)的多樣性就可以促進遷移的產(chǎn)生(schmidt&Bjork，1992)，這是眾多研究者普遍認(rèn)同的學(xué)習(xí)或訓(xùn)練的原則，Karbach(2008)的實證研究結(jié)果也與之一致，但應(yīng)注意，在對執(zhí)行功能的訓(xùn)練上，除了受訓(xùn)練目標(biāo)能力的影響，這種策略的有效使用也可能受到任務(wù)難度的限制，在Dahlin等人(2008)研究中使用的訓(xùn)練任務(wù)為4類動態(tài)記憶任務(wù)，該研究中的任務(wù)多樣性卻沒有支持對遷移的促進作用。所以在未來研究中，要注意不管是對訓(xùn)練效應(yīng)還是對遷移效應(yīng)的促進上，訓(xùn)練目標(biāo)能力及其任務(wù)難度都可能會影響到訓(xùn)練策略的有效使用。
　　目前對執(zhí)行功能神經(jīng)可塑性的研究較少，但現(xiàn)有的研究發(fā)現(xiàn)，認(rèn)知訓(xùn)練可改變?nèi)蝿?wù)相關(guān)腦區(qū)的腦功能，身體鍛煉或技能訓(xùn)練可增加大腦灰質(zhì) 和白質(zhì)容量，而且訓(xùn)練還可使大腦生化成分發(fā)生變化從而改善神經(jīng)效率。老化的腦可積極應(yīng)對“衰老”，這是近年來對老年神經(jīng)可塑性從理論探索或?qū)嵶C研究上所達(dá)成的共識，雖然專門針對老年執(zhí)行功能神經(jīng)可塑性的實證研究有限，但從腦機制上看，前額葉萎縮最多，但可塑性也最強(Greenwood，2007)，所以在著重考察執(zhí)行功能認(rèn)知可塑性的同時，也可加強對神經(jīng)可塑性多層次的系統(tǒng)研究，探究執(zhí)行功能訓(xùn)練在腦的功能、結(jié)構(gòu)及神經(jīng)遞質(zhì)上對任務(wù)加工行為的作用，從而全面了解訓(xùn)練與腦、認(rèn)知的相互作用。
　　老年執(zhí)行功能可塑性研究還具有重要的理論意義，可對現(xiàn)有的認(rèn)知年老化理論進行支持或驗證。例如，如果對執(zhí)行功能的訓(xùn)練能夠提高老年人的日常認(rèn)知功能，就可以為執(zhí)行衰退假說提供有力的實驗證據(jù)的支持。如果對抑制能力的訓(xùn)練能夠提高老年人的工作記憶能力，就可以為抑制控制理論(Hasher&Zacks，1988；Hasher et al.，1999)提供有力的支持，該理論認(rèn)為，由于抑制能力衰退，一些無關(guān)因素更容易進入到工作記憶中，使其效率降低，從而導(dǎo)致其他認(rèn)知能力的衰退。
　　認(rèn)知訓(xùn)練所追求的目標(biāo)是能夠改善老年人的日常生活能力，但就現(xiàn)有的執(zhí)行訓(xùn)練研究，大多是采用實驗室測驗來評定遷移效應(yīng)，對日常生活能力的遠(yuǎn)遷移效應(yīng)的考察還很匱乏，這種執(zhí)行功能訓(xùn)練的生態(tài)學(xué)效度還應(yīng)作為未來研究重點關(guān)注的課題。一方面可以在執(zhí)行訓(xùn)練結(jié)果評定中加入測定日常生活能力的相關(guān)指標(biāo)。如記憶訓(xùn)練的結(jié)果評定中設(shè)計了生態(tài)學(xué)任務(wù)，如購物清單回憶、周計劃活動記憶、面孔一名字記憶等測驗(Cavallini，Pagnin，&Vecchi，2003)，或加工速度訓(xùn)練中有對日常駕車行為的測定(Ball，Edwards，&Ross，2007)；另一方面，探索有生態(tài)學(xué)效度的執(zhí)行功能訓(xùn)練任務(wù)或訓(xùn)練形式也是一個研究途徑。以往眾多記憶研究發(fā)現(xiàn)，老年人很難將訓(xùn)練中的記憶策略遷移到日常生活中去(Rebok，Carlson，&Langbaum，2007)，但是如果記憶訓(xùn)練任務(wù)本身具有生態(tài)學(xué)效度(如用分類策略來指導(dǎo)記憶購物清單)，還是可以發(fā)現(xiàn)對日常認(rèn)知活動的積極改善(Ban et al.，2002)。
　　總的看來，可塑性的研究是認(rèn)知年老化研究領(lǐng)域的一條新的思路。對老年人的執(zhí)行訓(xùn)練研究使我們發(fā)現(xiàn)了老年執(zhí)行功能的認(rèn)知可塑性和神經(jīng)可塑性的存在，同時執(zhí)行訓(xùn)練的遷移效應(yīng)為執(zhí)行功能訓(xùn)練事半功倍的訓(xùn)練效果提供了直接證據(jù)。更重要的是，對老年人執(zhí)行功能可塑性的系列研究符合當(dāng)下倡導(dǎo)的“積極老齡化”的理念，使老年人積極應(yīng)對衰老，提高心理適應(yīng)性，維持他們生活的自主性和生活質(zhì)量，并最終減輕老齡化對家庭和社會造成的負(fù)擔(dān)。

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