執行功能的結構對言語流暢性的影響

1結構概念的結構研究語言流暢性是通過語言流暢性傳遞信息的方式，反映了個體提取和加工有效語言信息的速度和質量。語言流暢性主要包括音位流暢性和意義流暢性。執行功能是巴比農場工作記憶模型的核心。負責戰略的選擇和規劃，整合來自系統的信息和其他來源信息。這是一種有限的能量控制。miyake和其他使用結構方程來分析潛變量。執行功能分為三個部分：促進反應的抑制、心理過程的轉變、監視和掃描工作記憶的特征。然而，從這一結構概念的角度來看，研究執行功能與語言流暢性之間的關系幾乎是罕見的。國外研究表明,言語流暢性與工作記憶各成分的關系十分密切.言語流暢性在國內是一個亟待探究的領域.即使在臨床研究上,言語流暢性也僅作為醫學和神經心理學研究的輔助指標,其研究對象大多也僅限于腦損傷患者,對健康人群的言語流暢性與執行功能關系的認知機制缺乏細致的探討.另外,有關表意文字的音位流暢性的測查方式也比較模糊,一些研究直接將語義流暢性代替言語流暢性,將音位流暢性邊緣化.國外對音位流暢性研究多采用首字母測驗方式.游旭群等根據中英文表層結構的不同特點,將CLB原量表中的字母組字(wordproductionbyletter)分量表修訂為偏旁組字.盡管國內有關CLB中文版的研究中并未明確指出“言語流暢性”這一術語,但從查閱的外文資料來看,CLB字母組字分量表的英文操作定義與音位流暢性基本一致.2007-2008年張積家采用“聲母組字”任務對音位流暢性進行考察.據此,本研究將偏旁組字與聲母組字共同作為音位流暢性的測量指標,以探索更為適合漢語的音位流暢性測查方式.因此,本研究采用MIYAKE等用潛變量分析法驗證的執行功能的結構概念,考察執行功能對言語流暢性的影響,從而探討言語流暢性的特點及其與執行功能子成分之間的關系,同時也為以表意文字為主要材料的言語流暢性研究進行跨語言的證實研究.2實驗方法2.1測試對象西北大學不同專業的大學一年級學生共703人.所有被試視力(矯正視力)正常,手指在計算機鍵盤上的操作能力正常.2.2基于windows的dmdx采用由Arizona大學的JONATHAN和KENForster等開發的基于Win32平臺的刺激呈現軟件系統DMDX(版本號:3.2.6.4).實驗儀器為預裝WindowsXP操作系統的x86多媒體17吋臺式電腦,設置為1024×768高分辨率.2.3實驗任務2.3.1執行功能的實驗任務2.3.1.注視點“+”的操作采用NIEUWENHUIS等的范式——反向線索任務(anti-cue).要求被試對3種人臉的簡易圖形進行辨別,圖形的區別僅在于嘴的形狀(嘴角朝上,嘴角朝下,嘴角平直).測驗包含2種條件:第1,同向線索.在屏幕中央呈現注視點“+”1300ms,隨后空屏200ms;接著,黃色圓形(線索刺激)會隨注視點“+”的四周(上、下、左、右)的一個方框內閃現80ms,空屏200、400或600ms(各占1/3且隨機出現);隨即,人臉將在黃色圓形所在的方框內閃現130ms;最后,嘴的形狀將被另一圖形掩蔽.要求被試辨別人臉圖形中嘴的形狀,當嘴角朝上時按“↑”鍵、當嘴角朝下時按“↓”鍵、當嘴角平直時按空格鍵.被試反應后自動啟動并進入下一個trail,要求被試在2s內盡快按鍵做出反應,否則被計錄為反應錯誤(反應時計錄為2s).反應后與下一個刺激呈現之間的時間間隔為500ms.第2,反向線索.與同向線索類似,但當黃色圓點消失后,人臉將在黃色圓點對側的方框內閃現.2.3.1.圖形判斷的轉換參考MIYAKE等的實驗范式——局部-整體圖形轉換任務(local-globalshifting).在背景為黑色的屏幕中央呈現一系列由許多小的圖形組成的大圖形,要求被試對圖形的形狀進行判斷.有3種判斷要求:第1,整體圖形判斷,即對由小圖形組成的整體大圖形進行判斷.如,整體圖形是圓形,就說“圓”;十字形,就說“十”;三角形,就說“角”;正方形,就說“方”.第2,局部圖形判斷,即對構成整體大圖形的小圖形進行判斷(報告方式同前).第3,整體-局部圖形判斷轉換.如果圖形是藍色的,就報告整體大圖形的形狀;如果圖形是黑色的,就報告小圖形的形狀(報告方式同前).要求被試在保證準確的前提下,盡快大聲報告并同時按鍵記錄反應時間.正式測驗分3小段,采用ABC的順序.A和B段不需要轉換,各16次;C段需要轉換,32次中包含16次轉換過程.第1次進行A或B段前練習4次,C段前練習6次.2.3.1.s-sd-sdc-dcr-crk的一般及長度參考MIYAKE的范式改編,采用倒數3位字母刷新任務(lettermemorytask).在黑色屏幕中央以1650ms/字母的速度,隨機呈現一系列的英文字母,字母屏顯高度約為3cm.任務要求被試不斷復述最后出現的3位.如依次呈現字母S-D-C-R-K,那么,被試就應報告:S-SD-SDC-DCR-CRK.共15個字母序列(其中3個用來練習),字母系列有5、7、9和11共4種長度,在一個字母序列中呈現的字母不重復,且字母序列中排除會形成有意義縮略語的排序.在實驗中字母系列長度隨機安排,每個長度出現3次.2.3.2語言流利的實驗任務本研究將偏旁組字和聲母組字任務共同作為測查音位流暢性的實驗方式,語義流暢性則使用被廣泛接受的類比聯想任務.2.3.2.1.音位1-偏近組字任務要求被試在限定的時間內盡可能多地寫出由“氵、讠、亻”3個偏旁組成的漢字(偏旁選自CLB中文版).每個偏旁任務時間為1min.2.3.2.2.音位2：震源字組任務要求被試在限定的時間內盡可能多地寫出以“f、l、d”為聲母的漢字.每個聲母任務時間為1min.2.3.2.3.意義的流暢性—3語義流暢性——類別聯想任務要求被試在限定的時間內盡可能多地寫出屬于“蔬菜、文具、交通工具”3個概念類別的詞匯.每個類別任務時間為1min.2.4實驗任務和支持實驗采用1名主試指導1名被試的單獨施測形式.除言語流暢性實驗采用紙筆測驗,其他實驗任務均由DMDX心理學實驗軟件編制的程序控制,在計算機上完成,每項任務之間休息3min.在施測順序上采用反向線索任務、局部-整體圖形轉換、倒數3位字母刷新任務、言語流暢性的重復測量實驗設計.3研究結果3.1實驗結果與分析言語流暢性的計量指標是指在偏旁組字、聲母組字和類別聯想3個任務中的產詞量.抑制實驗和轉換實驗的指標包括平均反應時和錯誤率.抑制實驗的反應時是反向線索條件下正確反應的平均反應時與同向線索條件下正確反應的平均反應時的差值.轉換實驗的反應時是轉換條件與不轉換條件下的正確反應的均時差值.刷新實驗是從第4個字母呈現開始計分,正確復述1個記1分(復述錯誤之后的結果均不計分),正確刷新的個數和為刷新實驗的計量指標.對被試的各項實驗數據進行Pearson相關分析,結果見表1.由表1可以看出,刷新成績與言語流暢性的3個指標(偏旁組字、聲母組字和類別聯想)均有顯著性正關相(r值分別為0.160,0.257和0.168,顯著性水平p<0.01),這就是說個體刷新能力越好,反應速度較快,則其在言語流暢性的各指標任務中的產詞量就越多.本研究將偏旁組字與聲母組字共同作為音位流暢性的測量指標.對偏旁組字和聲母組字2項任務的產詞量(個數)進行配對樣本t檢驗(見表2),結果發現聲母組字的產字量顯著大于偏旁組字(顯著性水平為p=0.000).這說明偏旁組字和聲母組字作為音位流暢性的2個測量指標具有差異性,二者與執行功能轉換子功能的關系有所不同.進一步用回歸分析以找出對言語流暢性具有預測力的變量,并比較執行功能3個子功能在言語流暢性上的預測作用.以言語流暢性各指標作為預測變量,把執行功能3個子成分作為自變量作多元逐步回歸分析,結果見表3.從表3可看出,與言語流暢性相關顯著的執行功能任務,通過對其進行逐步回歸分析建立的回歸方程和方程系數均極其顯著(p<0.001).其中,字母刷新實驗可以分別解釋偏旁組字、聲母組字和類別聯想成績變異的2.4%、6.5%和2.7%.3.2兩組情況轉換根據執行功能3個子功能實驗任務反應時的均值和標準差將被試分為抑制成績高低組、轉換成績高低組和刷新成績高低組.選取抑制成績高組被試的標準為全體被試在抑制實驗任務反應時的均值加1個標準差之上的數據,選取抑制成績低組被試的標準為全體被試的抑制實驗任務反應時的均值減1個標準差之下的數據;轉換和刷新成績高低組的選取標準同上.處理后的分組情況為抑制實驗中,成績高組被試共141人,成績低組被試共112人;轉換實驗中,成績高組被試共118人,成績低組被試共118人;刷新實驗中,成績高組被試共138人,成績低組被試共142人.各組被試在言語流暢性各指標上產詞量的平均數和標準差的基本數據見表4.從表4中可看出,在轉換任務中,成績低組的被試在聲母組字任務中的產詞量高于轉換成績高組的被試(有顯著性趨勢p=0.057),也就是說轉換圖形的平均時間與基線計算時間的差值較小的被試,其在轉換任務中所用時間較短,反映出其認知靈活性較好,注意轉換功能較強,則其在聲母組字任務中的產詞量就越多.在刷新任務中,成績高組的被試在偏旁組字、聲母組字和類別聯想任務中的產詞量均顯著高于成績低組的被試(顯著性水平均是p=0.000),也就是說字母刷新成績較高的被試,其刷新能力較好,反應速度較快,則其在言語流暢性各指標任務中的產詞量就越多.4分析與討論4.1音位流暢性與執行功能子成分的關系目前,有關言語流暢性的考察多數是以拼音文字(如英語)為研究對象,很少涉及表意文字的流暢性.TAN等的認知神經科學研究發現,加工漢語時激活的很多皮層活動(如左額中回)在加工拼音文字時很少被發現.拼音文字與漢字有很大不同.從字形結構看,拼音文字由字母構成單詞,屬線性結構,加工也是線性的;漢字是單字系統,由筆劃和部件組成方塊結構,具有非線性特點,加工也是非線性的.從語音角度看,拼音文字普遍存在形-音轉換規則;漢字則與意義匹配.拼音語言需要對音素做精細加工;漢語則是音節加工占優勢,其單音節的特性使漢字語音加工可直接進入音節水平.與英語相比,漢語中有很多同音字,同音不同調的字也很多.拼音語言中的音位流暢性研究多采用首字母測驗方式,這與拼音語言中的單詞首字母具有發音功能的特點有密切關系,這種語言特點能夠完成以音位引導的詞匯通達(lexicalaccess)過程.拼音文字的許多研究都發現了語音的自動激活現象,語音在詞匯通達的過程中起了較為重要的作用.而在漢語方面,研究者們通過句子核證等實驗范式發現,語音的前詞匯加工只存在于拼音文字中;漢語加工中語音的作用很微弱,字形發揮更大的作用.語音的有限作用,可能與漢語文字的特點有關.那么,漢語的音位流暢性究竟該如何體現呢?言語流暢性受額葉損傷影響,執行功能的研究源于額葉皮層損傷病人的研究;那么,音位流暢性應該與執行功能存在比較密切的關系,執行功能應該能夠作為音位流暢性的敏感預測因子.在本研究中,對偏旁組字和聲母組字任務的產詞量進行配對樣本t檢驗,結果表明聲母組字的產字量顯著大于偏旁組字(顯著性水平為p=0.000).從言語流暢性和執行功能子成分之間的相關分析來看,轉換成績與聲母組字和類別聯想分別呈負相關,而轉換成績與偏旁組字卻呈正相關.也就是說個體轉換圖形的平均時間與基線計算時間的差值越大,說明個體轉換反應所用時間越長,反映其轉換計算速度較慢,認知靈活性不夠,注意轉換功能較弱,則個體在聲母組字和類別聯想任務中的產詞量就越少,而在偏旁組字任務中的情況卻恰恰相反.RENDE等對執行功能的轉換功能與言語流暢性的關系進行考察,發現轉換功能對音位流暢性與語義流暢性的影響相當,而且這種影響是呈正向的.這說明偏旁組字和聲母組字作為音位流暢性的2個測量指標具有差異性,二者與執行功能轉換子功能的關系有所不同.聲母組字作為音位流暢性的指標,其與執行功能子成分(尤其是轉換子成分)之間的關系更為密切;而在偏旁組字實驗指標上卻未能體現.可見,以表意文字為實驗材料的研究中,聲母組字指標可能對音位流暢性的測量更為敏感,是更為適合的本土化測量方式.本研究在以下的探討中將聲母組字作為音位流暢性的指標.4.2同音字或同音不同調以聲母組字和類別聯想分別作為音位流暢性和語義流暢性的指標,進一步探討執行功能子成分對言語流暢性的影響作用.結果顯示,執行功能的刷新功能在言語流暢性各指標上差異顯著(p<0.001),而執行功能的抑制功能和轉換功能在言語流暢性各指標上差異均不顯著(p>0.05).這意味著,抑制功能與轉換功能對2種言語流暢性的影響相當.這一結果與已有研究發現是一致的.陸愛桃等采用Engle等的資源模型,將執行功能從資源角度簡化為注意控制資源和短時存儲資源,通過雙任務范式對執行功能與言語流暢性之間關系的研究中發現,抑制功能與轉換功能在2種言語流暢性任務中的參與程度無差異.本研究結果顯示,聲母組字任務成績高低組在轉換功能上沒有顯著差異(顯著性水平p>0.05),這說明轉換功能參與音位流暢性(聲母組字)任務的程度較小.在聲母組字實驗中發現,被試經常采用同音字或同音不同調的策略.他們會先拼讀出同音字,然后是逐漸改變聲調,當這些同音字或同音不同調的字被提取完畢之后,被試才試圖將聲母與其他韻母組合.也就是說,在同一類詞窮盡之前,被試一般不愿采取轉換策略,因而轉換功能參與音位流暢性任務的程度就較小.被試在聲母組字任務中采取的這種策略,與漢字中有大量的同音字和同音不同調的字有很大關系.這與陸愛桃等的研究發現是一致的.在拼音文字研究中,RENDE等發現英語被試在完成音位流暢性任務時采用的是搜索首字母的策略.這種現象表明,音位流暢性具有語言特異性,體現了語言關聯性假設.言語流暢性的成績受到語言的影響,語言影響認知策略.此外,在本研究結果中,執行功能的刷新功能在言語流暢性各指標上差異顯著(p<0.001),刷新功能與類別聯想成績呈顯著正相關(p<0.01);類別聯想任務成績高低組在刷新功能上差異顯著(p=0.000),而在抑制功能和轉換功能方面沒有顯著差異(顯著性水平分別是p=0.123,p=0.672).這說明個體對工作記憶內容的更新能力在言語流暢性方面的影響作用比較大,尤其與語義流暢性的關系更為密切.就刷新功能的心理機制而言,COLLETTE等認為,在刷新條件下,個