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什么是工作记忆?N-back训练真的有效吗?
工作记忆是短暂保持并处理信息的能力。本指南涵盖了巴德利(Baddeley)模型、容量限制、数字广度、N-back和空间广度测试的区别,以及关于N-back训练是否能提高智力的元分析结果,并指导你如何记录自己的趋势。
Soundary · 5 分钟阅读 · 更新于
工作记忆是指在几秒钟内保持信息并同时进行处理的能力,比如在拨号时记住电话号码,或者在心算时记住中间结果。关于N-back训练是否能提升这种能力,简短的回答是:你在与训练相似的任务上会表现得更好,但没有充分的证据表明这种提升能转移到智力、学业或工作表现等更远的领域。下面我们将依次探讨什么是工作记忆、如何测量它,以及训练研究的结果。
巴德利的工作记忆模型
最广泛使用的框架是巴德利和希奇(Baddeley and Hitch)在1974年提出的多组件模型。它包括通过复述来保持声音和语言信息的语音环路,保存视觉和空间信息的视空工作台,以及控制这两个存储器并分配注意力的中央执行系统。2000年,该模型增加了一个情景缓冲器,用于将来自多个信息源的信息绑定成一个单一的场景。
这种区分很重要,因为不同的测试考察的是不同的组件。按顺序复述数字主要依赖语音环路,按方块亮起的顺序点击主要依赖视空工作台,而在不断更新的信息流中判断当前刺激是否与几步前的刺激相匹配,则更多地依赖中央执行系统。因此,单一的测试分数并不能代表整体的工作记忆。
容量限制:7±2,还是4?
米勒(Miller)在1956年提出的“神奇的数字7±2”非常著名,但后来的研究表明,在阻止复述和组块策略的情况下,成年人一次能保持的独立项目数量大约为4个,通常在3到5个之间(Cowan, 2001)。数字广度之所以在7左右,是因为将数字作为声音复述并将其分组为组块的策略在起作用。
容量在儿童期增长,在老年期略有下降,而在同一个人身上,也会因睡眠不足、焦虑和疲劳而每天发生变化。因此,多次测试的趋势比任何单次分数都更有意义,在分数较低的日子里,首先怀疑自己的状态而不是能力是合理的。
数字广度、N-back和空间广度:它们有何不同
它们都被称为工作记忆测试,但要求却不同。广度(span)任务测量你能存储多少信息,N-back测量你更新不断涌入的信息流并抑制过时信息的表现,而斯腾伯格(Sternberg)任务则测量你在记忆中搜索项目的速度。
| 测试 | 主要测量 | 结果指标 |
|---|---|---|
| 数字广度(Jacobs, 1887) | 语音存储容量 | 成功回忆的最长序列 |
| 空间广度(Corsi, 1972) | 视空存储容量 | 成功点击的最长序列 |
| N-back(Kirchner, 1958) | 更新、抑制、持续注意力 | 准确率、击中、虚报 |
| 斯腾伯格(Sternberg, 1966) | 记忆搜索效率 | 反应时间、每个项目的斜率 |
训练效果的证据:近迁移与远迁移
N-back热潮始于2008年,当时Jaeggi及其同事报告称,一个接受了几周双重N-back训练的群体在流体智力测试中得分有所提高(Jaeggi等,2008)。但后来大型元分析得出了谨慎的结论。Melby-Lervag和Hulme(2013)发现,工作记忆训练在言语和视空工作记忆任务上产生了短期的提升,但未能持久,并且没有令人信服的证据表明这种提升能迁移到非言语智力、注意力、阅读或算术等更远的领域。
Soveri及其同事(2017)仅针对N-back进行的元分析也发现了类似的模式。在与所训练的N-back相似的任务上,提升幅度中等,但对其他工作记忆任务和流体智力的影响很小,并且在与接受了不同任务训练的积极对照组相比时,这种影响进一步缩小。用研究人员的话来总结就是这样:
- 近迁移(在与训练任务相似的任务上有所提升):相当一致。
- 远迁移(在智力、学业或工作等较远领域的提升):微小且不稳定,并且随着对照组变得更加严格而缩小。
- 期望效应:仅仅相信训练会有所帮助就能稍微提高分数,这就是为什么积极对照组的比较很重要。
真正影响工作记忆的因素
比训练更可靠的是管理你的状态。睡眠不足是降低工作记忆和注意力的最著名因素,而焦虑或担忧会消耗中央执行系统的资源,从而缩小有效容量。规律的有氧运动对执行功能有微小但一致的积极影响。你正在服用的药物和酒精也会影响当天的分数。
策略也会改变分数。将数字分成三四个一组,或者赋予它们节奏(组块),能显著提高数字广度。这只是对信息的有效打包,而不是存储容量变大了,所以当你记录自己的趋势时,请保持相同的策略,以使比较更加公平。
在Soundary上记录你的趋势
Soundary的数字广度测试从3位数字开始,每次增加一位,最多到10位,在同一长度下错误两次后结束;结果是你成功回忆的最长序列。空间广度测试使用3×3的网格,从3个方块进行到9个方块,在第一次错误时结束,并报告你最后完成的长度。
N-back测试是一个包含字母A到H的2-back任务,共20次试验;当字母与两步前的字母匹配时做出反应记为击中,不匹配时做出反应记为虚报,两者都会与你的准确率一起显示。斯腾伯格测试会显示一个包含1到6个项目的记忆集,并询问某个探测项目是否在集合中,共28次试验,然后计算准确率、平均反应时间和每个项目的反应时间斜率。在每天的同一时间、使用同一设备、采用相同的策略,间隔几周重复测试,能让你更容易区分日常波动的噪音和真正的变化。
- N-back (2-back)测量工作记忆的更新能力。开始测评
- 斯滕伯格记忆扫描先短暂记住 1~6 个数字,再立即判断随后出现的单个数字是否在组内。除准确率与反应时外,还测量每多记一个数字判断变慢多少(ms/个),从而揭示你记忆扫描的速度与效率。开始测评
简而言之,工作记忆是一个容量有限的系统,能够同时存储和操作信息,而每种测试都会测量它的不同部分。N-back训练能让你在N-back任务上表现更好,但它能提高智力的证据很弱。因此,与其把希望寄托在训练应用上,更现实的做法是关注睡眠、运动和整体状态,并在相同条件下追踪你的趋势。
常见问题
N-back训练会提高我的IQ吗?
自2008年首次报告以来,多项荟萃分析对此进行了研究,发现其对流体智力的迁移效应很小,且在与主动对照组相比时进一步缩小。你在N-back任务本身肯定会做得更好,但目前证明智力会提高的证据很弱。
数字广度为7算好吗?
成人的顺背数字广度通常在7左右,这是一个常见的典型值,因此属于平均范围。呈现速度、数字是否读出声以及组块策略很容易让结果产生一两位的偏差,因此在相同条件下你自身的趋势更有意义。
工作记忆和短期记忆有什么区别?
短期记忆是指将信息原封不动地保持几秒钟;工作记忆则增加了对该信息的操作和对注意力的控制。顺背数字更接近短期记忆,而倒背数字或像N-back那样更新数字,则对工作记忆的要求更高。
工作记忆分数低意味着患有ADHD或痴呆症吗?
不是。工作记忆较差是ADHD、抑郁、焦虑、睡眠不足、衰老及许多其他情况中常见的非特异性表现,单一的在线任务分数无法区分任何原因。如果它已经影响到日常生活,正确的做法是进行临床访谈和正式评估。
相关测评
参考文献
- Baddeley, A. D., & Hitch, G. (1974). Working memory. In G. H. Bower (Ed.), The psychology of learning and motivation (Vol. 8, pp. 47–89). Academic Press.
- Cowan, N. (2001). The magical number 4 in short-term memory: A reconsideration of mental storage capacity. Behavioral and Brain Sciences, 24(1), 87–114.
- Jaeggi, S. M., Buschkuehl, M., Jonides, J., & Perrig, W. J. (2008). Improving fluid intelligence with training on working memory. Proceedings of the National Academy of Sciences, 105(19), 6829–6833.
- Melby-Lervåg, M., & Hulme, C. (2013). Is working memory training effective? A meta-analytic review. Developmental Psychology, 49(2), 270–291.
- Soveri, A., Antfolk, J., Karlsson, L., Salo, B., & Laine, M. (2017). Working memory training revisited: A multi-level meta-analysis of n-back training studies. Psychonomic Bulletin & Review, 24(4), 1077–1096.
本文为 Soundary 依据公开学术文献与诊断标准撰写的一般信息,不构成对个人的医学诊断或治疗建议。若对症状有顾虑,请咨询精神科专业医师。
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