一、执行功能的内涵
（一）执行功能的定义
在生活中，我们需要实施计划行为、形成推理、解决问题、同时完成多项任务、适应新的环境和遵守社会规范。而要做到这些，我们必须随时监控外部世界和内心活动，排除或抑制无关信息的干扰，选择必要的信息输入，并从长时记忆中提取有关信息，对这些信息进行比较、整合；我们需要抑制不必要的但已形成的优势反应，以产生协调有序的动作和行为。完成这些活动所必需的高级认知功能就是执行功能（executive func-tion， EF）。执行功能是当前心理学研究的一个重要概念，也是一个比较广义的术语。
目前，关于执行功能的本质提出了多种观点，如抑制控制理论、工作记忆理论、抑制控制与工作记忆相结合的理论、认知复杂性与控制理论和问题解决模型等，这些观点讨论了执行功能的不同方面，很难用一个确切的定义去限定其内涵和外延。执行功能的含义有广义和狭义之分，一般说来，广义的执行功能就是指在完成复杂的认知任务时，对各种认知过程进行协调，以保证认知系统以灵活、优化的方式实行特定目标的一般性控制机制。它的本质就是对其他认知过程进行控制和调节，根本目的就是产生协调有序的、具有目的性的行为。狭义的执行功能是指抑制控制。
（二）执行功能的主要理论
1.抑制控制理论
CarlSon（1998）用抑制控制理论来解释执行功能，把执行功能定义为抑制控制，即对自身行为的控制能力。因为执行功能障碍通常表现为持续性错误，即持续重复不符合当前规则的强势反应，而持续性使人联想到发出本应受到抑制的行为，因而执行功能被定义为抑制控制，执行功能障碍被解释为个体因为抑制机制的不成熟而不能抑制与目标冲突的强势反应倾向。这种观点是有局限性的，一方面抑制控制的理论不能涵盖执行功能包含的所有现象，另一方面该理论也无法使得各种任务引起的困难之间的内在差别相区分开。
2.工作记忆理论
工作记忆理论是Roberts（1996）提出的，这种理论的特点是看重工作记忆在执行功能发展中的作用，认为工作记忆的实际内容或容量的改变将直接导致执行功能的不同表现。虽然执行功能的各方面发展的确在很大程度上依赖于工作记忆的发展，但是仅用工作记忆容量的有限性显然不能解释所有的执行功能现象。
以上两种观点各有局限，都不能较好地、全面地解释执行功能。有研究者提出抑制控制和工作记忆相结合的理论，期望能给出一种更全面合理的解释，然而这种观点同样是不全面的。
3.认知复杂性与控制理论
ZelaZo（1997）的认知复杂性与控制理论将执行功能看作一种功能，而不是一种机制或认知结构。将执行功能定义为一个宏观的概念，包括四个时间上相继，功能上不同的方面：问题表征、计划、执行和评价。这种观点承认高级认知过程内在的层次性和复杂性，促使研究者深入研究各子过程之间的相互作用，有助于将执行功能各领域内不同的研究结果整合起来。
（三）执行功能的分类
Pennington（1996）认为可以把执行功能分为认知灵活性、抑制控制和工作记忆三个维度。Fuster（1997）把执行功能分为注意和抑制、工作记忆和计划等。Smith和Jonides（1999）认为，执行功能包含五种过程：注意和抑制，即将注意力集中于相关的信息和加工过程，抑制无关的信息和过程；任务管理，即复杂的任务的切割和安排，在几个任务之间转换注意力；做计划，即为实现某一目标，对一些子任务的完成做时间或空间上的安排；监控，即更新和检查工作记忆中的内容，以决定在序列任务中的下一步；编码，即在工作记忆中对事件出现的时间和地点进行编码组织。Miyake等人（2001）用潜变量分析的方法考察了中央执行系统的统一性与多样性。他们发现存在三种主要的执行功能，即信息刷新、优势反应的抑制和任务转换功能。Collette和Lin-den（2002）采用神经成像的方法将执行功能分解为四种基本成分：抑制、转换过程、刷新以及双任务协调。
此外有研究者（Hughes，1998；Welsh et al。，1991）认为执行性功能的结构主要应包括三个维度：工作记忆、心理灵活性（认知灵活性）和抑制性控制。
Zelazo等人将执行功能划分为两类：一是与眼眶前额皮层（orbitofrontal cortex， OFC）相联系的“热”执行功能；二是与背外侧前额皮层（dorsolatral prefrontal contex， DLPFC）相联系的“冷”执行功能。前者以高度的情感卷入为特征，需要对刺激的情感意义作出灵活评价；后者则更可能由相对抽象的去情景化的问题引发。
（四）执行功能的生理机制与发展特点
被认为与执行功能有关的脑结构，包括背外侧前额叶皮层、眼眶叶、前扣带回和基底神经节等在内的额叶—纹状体环路以及小脑等。在个体的脑发育过程中，前额叶属于发展较晚的皮层。前额叶和其他的新皮层共同完成对信息的加工、整合以及协调、控制复杂的认知活动。作为大脑进化中最高级的部分，额叶处于额叶—纹状体环路的中心。额叶损伤患者在许多执行功能任务中的成绩都较差，但是他们的其他认知功能，如记忆和智能等可以表现正常。额叶的不同部位受损对执行功能的影响也不同，如背外侧额叶损伤对注意、计划等影响较大，而眶额叶损伤的患者则在抑制功能、情绪等方面的障碍更为明显。
执行功能出现障碍，会引起神经心理方面的明显缺陷，如计划、概念形成、抽象思维、决策、认知灵活性、流体智力或一般智力、对自己动作的监控等方面的障碍。执行功能障碍会导致多种精神疾病，如精神分裂症、抑郁症、帕金森氏病、孤独症、分裂样人格障碍、注意缺陷多动障碍等。
执行功能的发展是有阶段性的，发展最快的时期是：出生后前两年，7～9岁，15～17岁。由于前额部位的神经细胞的组织和分化在这几个阶段发展最为快速，在这些发展最快的时期，执行功能发展成熟与否会对人一生的学习、社会能力、情绪发展产生重要的影响。对早期有执行损伤病人的研究表明，儿童阶段的执行损伤极大地阻碍了其获得与自身年龄相应的前额能力。
二、执行功能中的抑制控制
执行功能理论中，一种影响较大的观点是把执行功能定义为抑制控制理论，抑制控制（inhibitory control， IC）作为执行功能的核心成分是研究者关注的中心所在，抑制控制是指在追求认知目标时抑制对无关刺激反应的能力。许多早期对执行功能与年龄相关的发展变化的解释都以抑制控制理论为基础，这种理论至今仍有一定影响。本章的内容也是从抑制控制的角度来研究病理性互联网使用青少年的特点。
（一）抑制控制的概念与分类
抑制性控制是在追求认知表征目标时抑制对无关刺激反应的能力。抑制控制的概念目前并没有统一使用，也有研究者称为执行控制（executive control）、执行抑制（execu-tive inhibitory）、自我控制（self-control）、反应抑制（reaction inhibition）、行为抑制（response inhibition）等。理论界曾认为抑制的最好界定是Clark（1996）提出的概念，即抑制是所有减少或制止神经、心理或行为的机制，抑制是在不同领域中操作的一般过程，可影响行为的诸多方面。可以说，执行功能广义的方面是指包括抑制性控制在内的多种高级认知能力，而狭义的方面则仅指抑制性控制。抑制控制功能的差异有助于解释个体差异、发展变化以及广泛的认知能力的表现。
Clark对抑制的界定整合了不同抑制形式之间的重要共同点，其重要贡献是承认了抑制控制机制可以在不同的水平进行观察。许多学者观察到抑制可被分为若干独立过程，具有不同的操作特性并适用于不同的环境，如Stuss等人在对脑损伤病人的研究中发现随时程变化而产生的抑制的分离，即当任务对抑制有不同要求时，似乎会激活不同的脑区。Nigg将抑制控制功能分成四类，即干扰控制、行为抑制、认知抑制以及眼动抑制。Barkley认为，行为抑制包括三个相关联的成分，即对优势反应的抑制、停止正在进行的无效的或是与目标无关的行为、对内源性或外源性干扰的控制。也就是说，Bar-kley认为行为抑制包括了干扰控制。
Harnishfeger的观点是抑制控制功能应该从行为和认知水平上加以区分，行为抑制指对优势行为潜在的有意识的控制，如抵抗诱惑、延迟满足、运动抑制和冲动控制。而认知抑制指对认知内容或认知过程的控制，可以是有意图的和有意识的，也可以是无意识的或和意识内省不可获得的。尽管行为抑制与认知抑制存在明显的相关，如认知抑制可促进行为抑制（延迟满足），但区分行为抑制与认知抑制是有实际意义的，因为在许多测量认知抑制的任务中（如负启动），需要反应时的差异来间接反映认知抑制的发生。Harnishfeger进一步区分了自动认知抑制与有意认知抑制。自动认知抑制是一种自动发生的潜意识的加工过程，在注意加工中至关重要，它控制着闸门，决定哪些信息可以进入意识，常见的自动认知抑制如对多义词语境不符合含义的压抑、选择性注意中的负启动。有意认知抑制是指一种有意调用的加工，用以处理来自内部和外部的无关信息，如根据实验要求，有意识地抑制来自内部或外部无关刺激的加工，常见的有意认知抑制如指向性遗忘。
（二）抑制控制的发展机制
抑制性控制发展的重要时期是人生的前六年，而且在3～6岁之间是抑制性控制发生显著性变化的时期。来自生理和行为发展两方面的研究证据都说明了这一点。已有研究认为，大脑的前额叶是参与抑制过程和更普遍意义上的执行功能的重要生理基础。正像鲁利亚和其他一些人所说的，来自对脑损伤成人患者的研究表明，抑制能力是大脑前额叶功能的基本特征。不但如此，抑制功能的缺损在出生时就得了苯丙酮酸尿症的儿童中也可以找到。这种病是一种大脑新陈代谢紊乱，即大脑额叶区域的多巴胺神经传送放血水平出现紊乱。另外，还有一些研究表明，儿童的前额叶损伤导致抑制发展的停滞和缺乏。尽管在婴儿期前额叶发展十分迅速，但在4至7岁，它却经历了一个更加深刻的发展冲刺期。因此，抑制性控制发展的迟缓，很可能与前额叶皮质是一个较慢成熟的大脑区域这样一个事实有关。如果从行为发展的立场来看，尽管抑制控制技能在婴儿晚期开始出现，但它们获得显著发展却是在学前期。例如，在这一时期，当一项任务要求他们延迟某种反应时，儿童开始能够按要求压制他们对某些事物不作出反应。
儿童的执行抑制系统是随着额叶皮层的发展成熟逐步发展起来的。有研究发现，儿童在完成经典的斯楚普任务时，年龄大的成绩较好。在完成斯楚普任务的各种变式时，如对大小不同的数字、图片命名或判断，也存在明显的年龄差异。Luciana等人在研究4岁、8岁和14岁儿童的记忆和执行抑制功能时，发现4岁的儿童不能完成河内塔这样需要组织并按计划逐步完成预先计划的复杂执行控制任务；8岁的儿童可以完成同样的任务，只是和青少年的成绩还存在明显差异；而完成简单的Go-Nogo任务，8岁的儿童和10岁的儿童的正确率没有显著差异。其他大量的研究发现，在测量持续注意和冲动控制的任务上，儿童达到正常成人水平的年龄是10～13岁。其他的能力包括言语流畅性、动作序列和复杂计划，达到成熟程度要到青少年晚期。这都说明了儿童反应抑制能力发展得比较早，计划能力、问题分步完成的能力发展得比较晚。
三、检测执行功能的常用方法
（一）实验神经心理方法
1.优势规则（反应）抑制任务
（1）威斯康辛卡片分类测验（wisconsin card sorting test， WCST）。
Grant和Berg编制了威斯康辛卡片分类测验，当时的目的是为了评定正常成人的抽象思维及其灵活的转换，它是关于抽象和灵活思维的一个经典神经心理测验。发展心理学用WCST来研究认知灵活性，成了研究冷执行功能的一个典范。测验中，研究者先向被试呈现多种维度的刺激卡片，接着向被试呈现与不同刺激卡片在不同维度上相匹配的独立的卡片。被试必须发现规则并用该规则来分选卡片。每选一张卡片，不管对错，研究者都给予反馈。在连续的正确选择达到一定次数后，研究者改变目标维度，这时被试必须找出新的分类规则。
（2）停止信号任务（stop-signal task）。
Logan（1994）采用停止信号任务来研究与执行功能密切相关的抑制控制。他通过计算机向被试呈现一系列刺激，并告诉他们，如果屏幕上出现某个刺激（如字母“X”或“O”），就按X键和O键中的其中一个；如果听到作为停止信号的声音，就停止按任何一个键。这个研究中的因变量包括选择反应时，而这种选择反应时任务在本质上是一种测量规则使用能力的任务，即如果出现X，则按X键；如果出现O，则按O键；如果出现停止信号，则不按任何键。因此，这种任务所要求的也是一种利用给定规则控制行为的能力，同时还测量对已形成的“按键反应倾向”进行抑制的能力。
（3）Go-Nogo任务。
这一任务要求被试对经常出现的Go刺激作出反应，而对Nogo刺激不作反应。一般来说，Go刺激呈现的比率要远远大于Nogo刺激，这样被试就会形成一种优势反应，当呈现Nogo刺激时，被试要抑制这种优势反应，这一任务的因变量是反应时间和错误率。这一任务常用来测验抑制控制功能。
2.矛盾冲突任务
（1）Stroop色词测验（stroop color and word test）。
给被试呈现用不同颜色写的色词，如用红色写的“绿”，或用绿色写的“红”，或用红色写的“红”，用绿色写的“绿”等，要求被试回答字的颜色（如：对用红色写的“绿”回答红，对用绿色写的“红”回答绿则为正确）。前额叶损伤的患者对用红色写的“绿”回答“红”的反应时明显长于对用红色写“红”回答“红”的反应时，且错误率明显增加。
（2）昼与夜Stroop（day-night stroop）。
昼夜Stroop来源于Gerstadt、Hong和Diamond的研究。当研究者向儿童呈现画有月亮和星星的图画时，要求儿童看见此图画时回答“白天”；当呈现画有太阳的图画时，要求儿童回答“夜晚”。在此实验条件下，儿童正确回答的次数就是该研究的关键因变量。这种任务和Stroop任务具有基本相同的实质。昼夜Stroop研究方法既用于学前儿童，又用于学龄儿童。这两种任务一方面具有共同的实质，即都要求儿童抑制字面意义和视觉冲突的矛盾，另一方面又不完全一致。后者同时还是一个规则运用任务，即“如果你看见月亮和星星，那么你说白天；如果你看见太阳，那么你说夜晚”。因此，工作记忆在这种任务中也是不可缺少的。而Stroop任务则几乎没有规则运用的含义，工作记忆在其中并不重要。
3.表征变化任务（representational change task）
表征变化任务通常也叫做意外内容任务。Gopnik和Astington采用此任务对3～5岁的儿童进行了研究。国内外还有许多研究者都采用了这种研究方法来研究儿童的心理理论，因此，它存在着许多变式。研究者首先向儿童展示一个儿童十分熟悉的容器（如蜡笔盒）并询问盒子里装的是什么。接着，研究者将盒子打开，里面出乎意料地装着其他东西（如糖果）。这时，关上盒子，通过问儿童盒子打开前他们认为盒子里装的是什么来让儿童回忆他们对盒子所装物品的最初预料；或者假设现有另外一个人也看到了这个盒子，询问儿童这个人会认为盒子里装的是什么。在这种任务中，儿童先根据容器的外表回答容器内所装物品，然后却意外地发现容器内所装物品并非他先前所说的物品。然后，再让儿童回答“盒子打开之前，你认为它里面装的是什么东西”，以便测量儿童是否能够对自己先前的心理活动进行认识。从这个意义上说，这是一种典型的心理理论任务。
4.延迟满足任务（delay of gratification）
延迟满足任务是研究热执行功能的一项经典范例，它采用延迟任务和选择任务来评定满意的延迟。研究者向儿童呈现一些小礼品（如糖）并让儿童选择是立即得到一颗糖还是过一段时间（如游戏结束时）获得两颗糖。研究要测量的是儿童作出延迟选择的次数，并就此来考察儿童是否能够抑制即时的愿望去满足长远的愿望，即是否有着眼于将来。
使用这种方法的早期研究通常未在学前期发现年龄差异，但在学龄期发现了年龄差异，而且这一研究确定了许多影响儿童选择等待的时间长度的注意和认知因素。这些结果说明了在这个任务上取得成功的一种方法可能是将它从一个“热”执行功能任务转变为一个“冷”执行功能任务，强调了执行功能两个方面之间的密切关系。
5.儿童博弈任务（children's gambling task）
儿童博弈任务用来测量热执行功能，它是热执行功能研究方法中较复杂的一种。此任务运用了两副纸牌，一副纸牌的正面是竖条花纹，另一副的正面是圆点花纹。将两副纸牌翻过来都能看见它们的反面有开心的脸和悲哀的脸。但不同的是，正面是竖条花纹的纸牌的反面总有一张开心的脸，偶尔加上一张悲哀的脸；而正面是圆点花纹的纸牌的反面总是有两张开心的脸，但有时会出现好几张（如四、五、六张不等）悲哀的脸。开心的脸代表赢得糖果，其数量也代表赢得糖果的数量；悲哀的脸代表输掉糖果，其数量也同样代表输掉糖果的数量。每次试验只能选取一张纸牌。显然，选竖条花纹的纸牌虽然每次赢的糖果更少，只有一颗，但平均起来，输的糖果也更少；相反，选圆点花纹的纸牌虽然每次赢的糖果更多，有两颗，但平均损失却大得多，一旦输，就会输掉四颗、五颗或是六颗。因此，从长远来看，选竖条花纹的纸牌有利；反之，则不利。实验中，研究者告诉儿童“游戏”结束时要赢得尽量多的糖果（比如50次选牌后，这点儿童事先不知）。开始的25次选择可以看作儿童对两种纸牌的尝试，后面的25次试验将被作为对情感决策的诊断。此实验的关键因变量为儿童在第26～50次试验中作出不利选择的比例。这种研究方法主要是对儿童情感决策的诊断，通过这种诊断可以推断出儿童的热执行功能发展与年龄有关的规律。它还考察儿童控制受即时愿望支配的动作的能力和预测他们的动作将会产生的后果的能力。它常用于学前儿童，但对学龄儿童也适用。
6.问题解决任务——河内塔和伦敦塔（tower of Hanoi或tower of London）
河内塔以流行于19世纪的一道难题为基础。此任务中有一个特殊装置，装置有三个大小相同的底座，n个盘子从大到小、由下至上放置在其中一个底座上，要求儿童必须遵守特定的规则（如每次只能移动一个盘子，且移动过程中三个座上都始终保持大盘在下、小盘在上）将n个盘子从起始座借助中间座移到目标座。任务难度随问题解决所需移动盘子的次数而变化，而问题解决所需移动盘子的次数正是此研究的关键因变量。另外，河内塔任务中使用的盘子可以更换，Klahr和Robinson（1981）就用铁罐代替了最初的河内塔任务中的盘子。在河内塔的基础上，Shallice设计了伦敦塔任务。此任务将河内塔任务中的盘子换成了彩球，要求儿童描述他们要怎样改变彩球的最初排列才能将它们按要求移到目标座上。河内塔任务和伦敦塔任务都曾应用于学前儿童和学龄儿童。但近来更多的研究采用了伦敦塔，他们用此方法来研究额叶受损儿童的认知缺陷。这种研究方法是需要被试利用被告知的特定规则，按照一定的计划，有步骤地解决问题。这里所研究的执行功能比前面的优势规则抑制任务等所研究的执行功能更加高级，除了研究规则的运用以外，还要求更高级地利用规则制订计划以控制自己行为的能力。
（二）电生理和脑功能成像技术
1.脑电图
主要通过脑电图（EEG）、诱发电位或事件相关电位（ERP）等方法，记录在个体进行心理活动时或对特定事件反应时大脑脑区的电位变化情况，从而分析被试的脑神经基础。
2.脑成像技术
正电子发射断层扫描术（PET）将含有放射性的同位素的物质注入血液中，观察该物质在大脑各区的域的分布，从而推测大脑的活动。通过测定大脑在进行某种认知活动时，较直接地观察到大脑各区的代谢情况。功能磁共振成像（fMRI）用以检测反应局部脑活动水平的脑血氧饱和度的变化，并在认知条件下，直观地观察相应脑区的兴奋或抑制活动情况。这是当今认知神经科学研究较可靠的方法之一。
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