执行功能的结构对言语流畅性的影响

执行功能的结构对言语流畅性的影响

1结构概念的结构研究语言流畅性是通过语言流畅性传递信息的方式，反映了个体提取和加工有效语言信息的速度和质量。语言流畅性主要包括音位流畅性和意义流畅性。执行功能是巴比农场工作记忆模型的核心。负责战略的选择和规划，整合来自系统的信息和其他来源信息。这是一种有限的能量控制。miyake和其他使用结构方程来分析潜变量。执行功能分为三个部分：促进反应的抑制、心理过程的转变、监视和扫描工作记忆的特征。然而，从这一结构概念的角度来看，研究执行功能与语言流畅性之间的关系几乎是罕见的。国外研究表明,言语流畅性与工作记忆各成分的关系十分密切.言语流畅性在国内是一个亟待探究的领域.即使在临床研究上,言语流畅性也仅作为医学和神经心理学研究的辅助指标,其研究对象大多也仅限于脑损伤患者,对健康人群的言语流畅性与执行功能关系的认知机制缺乏细致的探讨.另外,有关表意文字的音位流畅性的测查方式也比较模糊,一些研究直接将语义流畅性代替言语流畅性,将音位流畅性边缘化.国外对音位流畅性研究多采用首字母测验方式.游旭群等根据中英文表层结构的不同特点,将CLB原量表中的字母组字(wordproductionbyletter)分量表修订为偏旁组字.尽管国内有关CLB中文版的研究中并未明确指出“言语流畅性”这一术语,但从查阅的外文资料来看,CLB字母组字分量表的英文操作定义与音位流畅性基本一致.2007-2008年张积家采用“声母组字”任务对音位流畅性进行考察.据此,本研究将偏旁组字与声母组字共同作为音位流畅性的测量指标,以探索更为适合汉语的音位流畅性测查方式.因此,本研究采用MIYAKE等用潜变量分析法验证的执行功能的结构概念,考察执行功能对言语流畅性的影响,从而探讨言语流畅性的特点及其与执行功能子成分之间的关系,同时也为以表意文字为主要材料的言语流畅性研究进行跨语言的证实研究.2实验方法2.1测试对象西北大学不同专业的大学一年级学生共703人.所有被试视力(矫正视力)正常,手指在计算机键盘上的操作能力正常.2.2基于windows的dmdx采用由Arizona大学的JONATHAN和KENForster等开发的基于Win32平台的刺激呈现软件系统DMDX(版本号:3.2.6.4).实验仪器为预装WindowsXP操作系统的x86多媒体17吋台式电脑,设置为1024×768高分辨率.2.3实验任务2.3.1执行功能的实验任务2.3.1.注视点“+”的操作采用NIEUWENHUIS等的范式——反向线索任务(anti-cue).要求被试对3种人脸的简易图形进行辨别,图形的区别仅在于嘴的形状(嘴角朝上,嘴角朝下,嘴角平直).测验包含2种条件:第1,同向线索.在屏幕中央呈现注视点“+”1300ms,随后空屏200ms;接着,黄色圆形(线索刺激)会随注视点“+”的四周(上、下、左、右)的一个方框内闪现80ms,空屏200、400或600ms(各占1/3且随机出现);随即,人脸将在黄色圆形所在的方框内闪现130ms;最后,嘴的形状将被另一图形掩蔽.要求被试辨别人脸图形中嘴的形状,当嘴角朝上时按“↑”键、当嘴角朝下时按“↓”键、当嘴角平直时按空格键.被试反应后自动启动并进入下一个trail,要求被试在2s内尽快按键做出反应,否则被计录为反应错误(反应时计录为2s).反应后与下一个刺激呈现之间的时间间隔为500ms.第2,反向线索.与同向线索类似,但当黄色圆点消失后,人脸将在黄色圆点对侧的方框内闪现.2.3.1.图形判断的转换参考MIYAKE等的实验范式——局部-整体图形转换任务(local-globalshifting).在背景为黑色的屏幕中央呈现一系列由许多小的图形组成的大图形,要求被试对图形的形状进行判断.有3种判断要求:第1,整体图形判断,即对由小图形组成的整体大图形进行判断.如,整体图形是圆形,就说“圆”;十字形,就说“十”;三角形,就说“角”;正方形,就说“方”.第2,局部图形判断,即对构成整体大图形的小图形进行判断(报告方式同前).第3,整体-局部图形判断转换.如果图形是蓝色的,就报告整体大图形的形状;如果图形是黑色的,就报告小图形的形状(报告方式同前).要求被试在保证准确的前提下,尽快大声报告并同时按键记录反应时间.正式测验分3小段,采用ABC的顺序.A和B段不需要转换,各16次;C段需要转换,32次中包含16次转换过程.第1次进行A或B段前练习4次,C段前练习6次.2.3.1.s-sd-sdc-dcr-crk的一般及长度参考MIYAKE的范式改编,采用倒数3位字母刷新任务(lettermemorytask).在黑色屏幕中央以1650ms/字母的速度,随机呈现一系列的英文字母,字母屏显高度约为3cm.任务要求被试不断复述最后出现的3位.如依次呈现字母S-D-C-R-K,那么,被试就应报告:S-SD-SDC-DCR-CRK.共15个字母序列(其中3个用来练习),字母系列有5、7、9和11共4种长度,在一个字母序列中呈现的字母不重复,且字母序列中排除会形成有意义缩略语的排序.在实验中字母系列长度随机安排,每个长度出现3次.2.3.2语言流利的实验任务本研究将偏旁组字和声母组字任务共同作为测查音位流畅性的实验方式,语义流畅性则使用被广泛接受的类比联想任务.2.3.2.1.音位1-偏近组字任务要求被试在限定的时间内尽可能多地写出由“氵、讠、亻”3个偏旁组成的汉字(偏旁选自CLB中文版).每个偏旁任务时间为1min.2.3.2.2.音位2：震源字组任务要求被试在限定的时间内尽可能多地写出以“f、l、d”为声母的汉字.每个声母任务时间为1min.2.3.2.3.意义的流畅性—3语义流畅性——类别联想任务要求被试在限定的时间内尽可能多地写出属于“蔬菜、文具、交通工具”3个概念类别的词汇.每个类别任务时间为1min.2.4实验任务和支持实验采用1名主试指导1名被试的单独施测形式.除言语流畅性实验采用纸笔测验,其他实验任务均由DMDX心理学实验软件编制的程序控制,在计算机上完成,每项任务之间休息3min.在施测顺序上采用反向线索任务、局部-整体图形转换、倒数3位字母刷新任务、言语流畅性的重复测量实验设计.3研究结果3.1实验结果与分析言语流畅性的计量指标是指在偏旁组字、声母组字和类别联想3个任务中的产词量.抑制实验和转换实验的指标包括平均反应时和错误率.抑制实验的反应时是反向线索条件下正确反应的平均反应时与同向线索条件下正确反应的平均反应时的差值.转换实验的反应时是转换条件与不转换条件下的正确反应的均时差值.刷新实验是从第4个字母呈现开始计分,正确复述1个记1分(复述错误之后的结果均不计分),正确刷新的个数和为刷新实验的计量指标.对被试的各项实验数据进行Pearson相关分析,结果见表1.由表1可以看出,刷新成绩与言语流畅性的3个指标(偏旁组字、声母组字和类别联想)均有显著性正关相(r值分别为0.160,0.257和0.168,显著性水平p<0.01),这就是说个体刷新能力越好,反应速度较快,则其在言语流畅性的各指标任务中的产词量就越多.本研究将偏旁组字与声母组字共同作为音位流畅性的测量指标.对偏旁组字和声母组字2项任务的产词量(个数)进行配对样本t检验(见表2),结果发现声母组字的产字量显著大于偏旁组字(显著性水平为p=0.000).这说明偏旁组字和声母组字作为音位流畅性的2个测量指标具有差异性,二者与执行功能转换子功能的关系有所不同.进一步用回归分析以找出对言语流畅性具有预测力的变量,并比较执行功能3个子功能在言语流畅性上的预测作用.以言语流畅性各指标作为预测变量,把执行功能3个子成分作为自变量作多元逐步回归分析,结果见表3.从表3可看出,与言语流畅性相关显著的执行功能任务,通过对其进行逐步回归分析建立的回归方程和方程系数均极其显著(p<0.001).其中,字母刷新实验可以分别解释偏旁组字、声母组字和类别联想成绩变异的2.4%、6.5%和2.7%.3.2两组情况转换根据执行功能3个子功能实验任务反应时的均值和标准差将被试分为抑制成绩高低组、转换成绩高低组和刷新成绩高低组.选取抑制成绩高组被试的标准为全体被试在抑制实验任务反应时的均值加1个标准差之上的数据,选取抑制成绩低组被试的标准为全体被试的抑制实验任务反应时的均值减1个标准差之下的数据;转换和刷新成绩高低组的选取标准同上.处理后的分组情况为抑制实验中,成绩高组被试共141人,成绩低组被试共112人;转换实验中,成绩高组被试共118人,成绩低组被试共118人;刷新实验中,成绩高组被试共138人,成绩低组被试共142人.各组被试在言语流畅性各指标上产词量的平均数和标准差的基本数据见表4.从表4中可看出,在转换任务中,成绩低组的被试在声母组字任务中的产词量高于转换成绩高组的被试(有显著性趋势p=0.057),也就是说转换图形的平均时间与基线计算时间的差值较小的被试,其在转换任务中所用时间较短,反映出其认知灵活性较好,注意转换功能较强,则其在声母组字任务中的产词量就越多.在刷新任务中,成绩高组的被试在偏旁组字、声母组字和类别联想任务中的产词量均显著高于成绩低组的被试(显著性水平均是p=0.000),也就是说字母刷新成绩较高的被试,其刷新能力较好,反应速度较快,则其在言语流畅性各指标任务中的产词量就越多.4分析与讨论4.1音位流畅性与执行功能子成分的关系目前,有关言语流畅性的考察多数是以拼音文字(如英语)为研究对象,很少涉及表意文字的流畅性.TAN等的认知神经科学研究发现,加工汉语时激活的很多皮层活动(如左额中回)在加工拼音文字时很少被发现.拼音文字与汉字有很大不同.从字形结构看,拼音文字由字母构成单词,属线性结构,加工也是线性的;汉字是单字系统,由笔划和部件组成方块结构,具有非线性特点,加工也是非线性的.从语音角度看,拼音文字普遍存在形-音转换规则;汉字则与意义匹配.拼音语言需要对音素做精细加工;汉语则是音节加工占优势,其单音节的特性使汉字语音加工可直接进入音节水平.与英语相比,汉语中有很多同音字,同音不同调的字也很多.拼音语言中的音位流畅性研究多采用首字母测验方式,这与拼音语言中的单词首字母具有发音功能的特点有密切关系,这种语言特点能够完成以音位引导的词汇通达(lexicalaccess)过程.拼音文字的许多研究都发现了语音的自动激活现象,语音在词汇通达的过程中起了较为重要的作用.而在汉语方面,研究者们通过句子核证等实验范式发现,语音的前词汇加工只存在于拼音文字中;汉语加工中语音的作用很微弱,字形发挥更大的作用.语音的有限作用,可能与汉语文字的特点有关.那么,汉语的音位流畅性究竟该如何体现呢?言语流畅性受额叶损伤影响,执行功能的研究源于额叶皮层损伤病人的研究;那么,音位流畅性应该与执行功能存在比较密切的关系,执行功能应该能够作为音位流畅性的敏感预测因子.在本研究中,对偏旁组字和声母组字任务的产词量进行配对样本t检验,结果表明声母组字的产字量显著大于偏旁组字(显著性水平为p=0.000).从言语流畅性和执行功能子成分之间的相关分析来看,转换成绩与声母组字和类别联想分别呈负相关,而转换成绩与偏旁组字却呈正相关.也就是说个体转换图形的平均时间与基线计算时间的差值越大,说明个体转换反应所用时间越长,反映其转换计算速度较慢,认知灵活性不够,注意转换功能较弱,则个体在声母组字和类别联想任务中的产词量就越少,而在偏旁组字任务中的情况却恰恰相反.RENDE等对执行功能的转换功能与言语流畅性的关系进行考察,发现转换功能对音位流畅性与语义流畅性的影响相当,而且这种影响是呈正向的.这说明偏旁组字和声母组字作为音位流畅性的2个测量指标具有差异性,二者与执行功能转换子功能的关系有所不同.声母组字作为音位流畅性的指标,其与执行功能子成分(尤其是转换子成分)之间的关系更为密切;而在偏旁组字实验指标上却未能体现.可见,以表意文字为实验材料的研究中,声母组字指标可能对音位流畅性的测量更为敏感,是更为适合的本土化测量方式.本研究在以下的探讨中将声母组字作为音位流畅性的指标.4.2同音字或同音不同调以声母组字和类别联想分别作为音位流畅性和语义流畅性的指标,进一步探讨执行功能子成分对言语流畅性的影响作用.结果显示,执行功能的刷新功能在言语流畅性各指标上差异显著(p<0.001),而执行功能的抑制功能和转换功能在言语流畅性各指标上差异均不显著(p>0.05).这意味着,抑制功能与转换功能对2种言语流畅性的影响相当.这一结果与已有研究发现是一致的.陆爱桃等采用Engle等的资源模型,将执行功能从资源角度简化为注意控制资源和短时存储资源,通过双任务范式对执行功能与言语流畅性之间关系的研究中发现,抑制功能与转换功能在2种言语流畅性任务中的参与程度无差异.本研究结果显示,声母组字任务成绩高低组在转换功能上没有显著差异(显著性水平p>0.05),这说明转换功能参与音位流畅性(声母组字)任务的程度较小.在声母组字实验中发现,被试经常采用同音字或同音不同调的策略.他们会先拼读出同音字,然后是逐渐改变声调,当这些同音字或同音不同调的字被提取完毕之后,被试才试图将声母与其他韵母组合.也就是说,在同一类词穷尽之前,被试一般不愿采取转换策略,因而转换功能参与音位流畅性任务的程度就较小.被试在声母组字任务中采取的这种策略,与汉字中有大量的同音字和同音不同调的字有很大关系.这与陆爱桃等的研究发现是一致的.在拼音文字研究中,RENDE等发现英语被试在完成音位流畅性任务时采用的是搜索首字母的策略.这种现象表明,音位流畅性具有语言特异性,体现了语言关联性假设.言语流畅性的成绩受到语言的影响,语言影响认知策略.此外,在本研究结果中,执行功能的刷新功能在言语流畅性各指标上差异显著(p<0.001),刷新功能与类别联想成绩呈显著正相关(p<0.01);类别联想任务成绩高低组在刷新功能上差异显著(p=0.000),而在抑制功能和转换功能方面没有显著差异(显著性水平分别是p=0.123,p=0.672).这说明个体对工作记忆内容的更新能力在言语流畅性方面的影响作用比较大,尤其与语义流畅性的关系更为密切.就刷新功能的心理机制而言,COLLETTE等认为,在刷新条件下,个