工作记忆与语言理解的关系

工作记忆与语言理解的关系

工作内存（wm）是指在执行认知任务的过程中，为了存储和加工信息而进行的系统。这是人类感知、智力、论证、解决问题、意识等人类认知过程的核心。工作记忆包含有短时记忆,能对信息进行暂时保存并进行加工处理。失语症是指因大脑受到损伤而引起语言形成和解释能力下降,可体现在听、说、读、写等方面。工作记忆的缺陷会导致失语症理解困难。本文对工作记忆在失语症语言理解障碍诊治中的作用进行总结。1工作记忆理论目前与语言理解有关的工作记忆理论模型主要有3个:工作记忆多成分模型、分离加工资源理论及容量有限理论。理解工作记忆的理论模型,有助于理解工作记忆与语言理解能力之间的关系。1.1中央执行系统应用于失语症语言理解障碍最为广泛的理论模型是工作记忆多成分模型。此理论由Baddeley等提出,包括语音回路(phonologicalloop)、视空间模板(visuo-spatialsketchpad)、情境缓冲器(episodicbuffer)和中央执行系统(centralexecutive)4部分。目前对于语言理解障碍的研究大多基于此理论模型。语音回路主要负责语音信息的接收、储存和加工控制。它由语音储存和发音控制加工两部分组成。语音储存保存语言信息,但时间非常短暂,只有1~2s;信息要长期保存,只有通过发音控制进行复述。语言信息表现为听觉形式的,能直接进入语音储存;表现为视觉形式的,要先转化为语音信息才能进行储存。语音回路对言语语言的理解和加工处理有关键性的作用。如果没有语音信息的输入,就不能在工作记忆中形成相应的语言信息,语言理解和加工过程就不可能发生。Baddeley等证实了语音回路在语言学习中的作用。视空间模板的主要作用是短时储存、简单处理视觉信息和空间信息,把语言表征与物体或视觉语言符号进行配对,识别物体及视觉语言。这个系统的容量有限,短期视觉记忆系统在一定时间内只能保持数个短信息,它在用语言描述物体的任务中起作用。情景缓冲器是一个存储各种类型信息的分系统,能把各种场景和情景的信息整合起来,并保存在里面。它可提供容量平台,将各种信息整合成完整连贯的情境。它受中央执行器控制,中央执行器系统可从中取出储存的信息并进行加工处理。如果情景缓冲器受损,各种来源的信息在整合过程中会出现困难,从而影响语言的加工处理过程,最终导致语言理解能力下降。中央执行系统被认为是工作记忆模型的核心成分。它是一个能量有限的系统,主要负责协调各分系统,同时协调各分系统与长时记忆之间的联系,并且对注意资源的协调和策略的选择起关键作用,与计划执行也有一定的关联性。中央执行系统主要负责信息的处理,对各种语言信息(如词汇、句法、句意)进行加工处理。中央执行系统受损,则无法进行语言加工处理,语言信息也就无从理解。1.2意识加工理论分离加工资源理论认为,语言信息的处理和加工过程使用不同的工作记忆;工作记忆由不同类型语言任务的分系统组成。工作记忆系统按加工是否有意识分为两个部分,一部分用于实时无意识的加工(通过语法、韵律信息和语句水平的语义特征提取语句信息),另一部分用于有意识的理解后加工,如长时语义记忆、推理、计划行动等。这个理论可用于说明句子理解、工作记忆与数学技能之间的联系。从不同途径进入的信息在相同、共用的工作记忆里加工,构建语法、语义和语音表征。这个理论可用于解释工作记忆广度受损,但患者仍可利用语法结构等来帮助理解句子的含义。1.3个体差异的影响容量有限理论认为,语言信息的储存和加工在同一个工作记忆系统完成。语言的加工需要消耗能量,而这个系统的容量有限,且存在个体差异。在进行语言加工时,个体要统筹处理语言加工和储存这两个过程所消耗的能量。个体在语言加工中存在差异,个体差异影响着加工和储存之间的资源分配形式。加工的效率与容量存在一定的关系,容量降低会引起语言加工效率的下降,从而导致语言理解困难。多成分模型认为工作记忆的各个组成部分是紧密联系的,每个成分的损伤都会影响其他组成部分的正常工作;分离加工理论认为工作记忆的各个组成部分是平行的,独立工作,一个部分的受损不会影响其他部分正常工作;容量理论被认为相当于多成分模型中的中央执行系统部分,主要突出其在语言理解中的作用。2失语症患者评价方法工作记忆的评估方法很多,目前还没有系统的评价方法用于测量失语症患者的工作记忆。现主要介绍用于临床失语症评测的方法及在失语症中语言理解评估中的应用。2.1字母-数字排序任务的测量WMS-Ⅲ有3个分测试,顺序背数广度、倒序背数广度和字母-数字排序用于测量工作记忆。顺序背数要求被试按照所听到的顺序复述每个数字,倒序背数要求被试把听到的数字按相反的顺序复述出来,字母-数字排序任务要求被试按要求先回忆数字,然后回忆字母,并把它们按升序排列。测试以听觉方式呈现,以口头方式回应。若要用于测量失语症患者的工作记忆,应将该任务作适当修改,如将回应方式由口头变成再认。使用WMS-Ⅲ的好处是该测试是标准化的,具有规范的数据。目前,广度任务测试主要用于测量工作记忆的存储容量。顺序背数广度可用于测量短期记忆和工作记忆的存储,倒序背数广度及字母-数字排序除了能测量短期记忆及存储外,还涉及信息加工过程,因此更适用于工作记忆的测量。然而,由于过于复杂,它并不适合于理解能力较差的失语症患者。2.2改变主要的工作记忆任务阅读广度测验主要用于测量语言存储能力和加工能力。先让被试阅读一定数量的语句,然后让其按阅读时的次序复述每句话的最后一个词。被试在正确阅读的基础上所能记住的句子最后一个单词的数量即为阅读广度。目前用于失语症的检测多为在此基础上设计的变式,如缩短句子的字数,把复述任务改为再认,把记住句子的最后一个词改为记住句子中单独的一个词等。Tompkins等将其用于评测右大脑半球损伤患者的工作记忆;一些左大脑半球受损患者由于无法配合口头回忆而不能完成测量。Caspari等使用确认任务代替回忆任务用于失语症口语表达困难者。Tompkins等采用综合误差计数,包括由被试作出回忆和判断错误的总数,被试必须权衡准确度和速度之间的关系,作出相应处理。Lehman等证实Tompkins等的听觉广度任务可用于准确评价右侧颅脑损伤“工作记忆容量”;然而,它不适用于表现为口头表达能力差的工作记忆能力受损患者的测量。此外,听觉理解严重受损的失语症患者,可能在判断句子的真实性活动时表现不佳,并可能被误认为是由于工作记忆缺陷所致。如果患者口头表达能力尚可,并且有一定的理解能力,用这个来评测是合适的;但对于有严重理解障碍的失语症患者,这个方法不合适。2.3n-关于失语症的测量N-BACK任务需要被试辨别现时呈现的刺激信息与之前呈现的第N个刺激信息的差异,通过控制当前刺激与目标刺激间隔的数量来控制容量负荷。N-BACK任务的刺激种类主要有字母配对、位置配对和图片配对3种。N-BACK任务用于测量失语症有以下优点:(1)它的指令比较简单,因此非常适合那些有听理解障碍的患者;(2)N-BACK任务不需要口头答复,被试只需按键即可回应,因此可用于有口语表达障碍的患者;(3)可以测量反应时间,这可帮助发现轻微的认识障碍。有研究者在成人失语症工作记忆的研究中使用N-BACK任务来测量其语言理解能力。他们的研究以听觉形式呈现3种类型的刺激:数字、短的动物名称、长的动物名称,同时将回应方式由回忆改为再认。结果失语症患者2-BACK任务准确性比相匹配的正常人表现要差,认为与工作记忆容量受损,导致语言储存及加工障碍有关。3broca区、中央执行系统及前扣带设计随着功能神经影像水平的不断提高,无创性脑功能检测技术,如功能磁共振成像(fMRI)和正电子断层扫描(PET)等,已用于检测工作记忆发生及加工处理阶段的神经激活模式。Baddeley认为,工作记忆的语音回路位于Broca区(BA6/44区)等,视觉空间模板位于右半球BA40/6/47区等,中央执行系统位于BA9/46区,语音存贮位于BA40区,视觉缓存在BA19区等。但也有研究者认为,前额叶是对信息的注意、抑制和整合的主要脑区,中央执行系统处理信息主要位于前额叶皮质,信息储存位于顶叶后侧,Broca区、辅助运动区及前运动区有声音信息复述功能,信息控制与协调位于背外侧前额皮质和前扣带回,前额叶-顶叶联合区域参与单词信息的储存;空间工作记忆主要由大脑右半球执行,但保持、复述空间信息的脑区分别在大脑的顶枕区及前运动区。4失语症患者的语言能力水平以及在临床上的应用效果分析工作记忆的任何环节受损都会影响语言功能。因此,正确评估语言障碍患者的工作记忆对设计合理的治疗方案非常重要。Francis等对失语症患者进行工作记忆训练,证实随着工作记忆的提升,患者的语言理解能力及复述能力均有提高,但短时记忆成绩却未见提高。认为脑区受损的不可逆性导致工作记忆容量不会因为治疗而改变,但语言加工效率却有提升。这项研究结果符合容量理论模型的描述:若能合理利用有限工作记忆容量,可提高失语症患者对语言的理解能力。同时,这一结果为临床上失语症治疗提供了一些线索。如在临床上可设计一些难度适中的记忆任务来训练失语症患者工作记忆的加工处理和储存速度,为失语症患者提供多种途径的语言信息,提高其语言理解能力。最近,一些研究者已经在治疗工作记忆障碍的成年人失语症中取得一定的效果。5失语症语言理解治疗失语症过程中机制改革的意义目前对于工作记忆的研究大多局限在心理学及教育学等基础方面