焦虑与工作记忆容量的研究之路

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关键词：焦虑、工作记忆

本系列之前的推文（你感到被焦虑影响了吗？——可能是与“脑容量”有关）中已经提到：焦虑和工作记忆有关，尤其是探讨焦虑的不同成分影响到工作记忆中的不同部分（言语和视觉/空间过程）。本篇进一步探讨焦虑和工作记忆容量的关系，通过多篇实证研究来梳理其中的关系，以便于我们可以更加清楚研究的现状和未来可能的走向。

相关研究

元分析研究

目前，大多数的研究聚焦于高焦虑和低焦虑个体之间在工作记忆（Working Memory, WM）任务表现上的比较，或者焦虑和工作记忆容量（Working Memory Capacity, WMC）之间的相关性研究。一项元分析的研究结果表明：焦虑症状和WMC测量的表现之间存在稳定的相关。尽管它似乎适用于各种类型的任务、焦虑亚型以及症状严重程度，但这种影响似乎是中等程度的。有趣的是，大量研究结果表明，焦虑和唤醒症状都预示着在使用语音和空间材料的任务中表现受损。

双任务研究

焦虑和双任务的研究是基于这样的假设：即如果给定的任务的完成是需要依赖于WM中的一个部分，那么当参与者被要求同时执行某项同样依赖于WM中的这个部分的“另一任务”时，则该任务的表现将会受到影响。重要的是，如果焦虑与有限的工作记忆容量有关，那么这个“另一任务”带来的负荷对焦虑个体表现的影响要大于非焦虑个体。

较早的实验中，研究者采用语法推理任务：给被试呈现一串6个零（低负荷）或者6个随机数字（高负荷），要求被试尽可能记住，然后再给被试呈现一对字母(如YX)和描述这对字母的句子(如Y前面有X)，被试被要求判断句子的准确性，这是主任务。在此之后，再随机呈现6个零或6个随机数字，需要被试比较判断当前呈现的刺激是否先前记忆过的，这是次任务。该研究结果表明，高负荷条件降低了准确性，但这种影响不受焦虑的调节。后来也有研究者发现，焦虑的个体在推理任务上表现得不那么准确，然而，这一发现与负荷无关，表明也不是由受限的WMC造成的。

有趣的是，所有这些研究都将一项要求较高的任务(如语法推理)和一项相对简单的任务(如记忆数字)配对，这一任务依赖于语音存储，并且这类研究中的次要任务可能不需要注意过程的参与。事实上，Eysenck等人（2005）通过改变任务难度和任务模态（即语音VS. 视觉空间）来研究了这一问题。

在这项研究中，Eysenck等人（2005）假设执行这项任务需要执行功能参与。参与者需要完成Corsi Blocks任务。该任务要求参与者重现一个由实验程序生成的最近空间序列。Corsi Block任务与难度不同的次要任务配对，这些次要任务涉及语音或空间过程。当次要任务是发音抑制（简单/语音）时，就像MacLeod和Donnellan(1993)使用的一串数字一样，可能依赖于语音存储，高特质焦虑和低特质焦虑的个体表现一样好。同样，高特质焦虑和低特质焦虑的参与者在两种空间任务条件下的表现相同。然而，在困难/语音条件下，高焦虑个体在两项任务中都比低焦虑个体犯更多的错误。

忧虑倾向于采取语音形式，即在要求被试进行有关消极视觉意象的任务时，可能会发现被试难以满足任务要求。

前瞻研究

这些横断研究的明显局限性是，不能得出明确的因果推论。虽然大多数研究假设由焦虑引起的干扰是诱因，但事实并非如此。

少数研究试图通过采用纵向设计来解决这一局限性，假设一个变量是因果因素的一个，它应该在以后预测其他变量，特别是焦虑。这里举出一项实证研究的例子以说明相关的探讨。

Bredemeier和Berenbaum（2013）使用语音/空间N-Back复合词来预测之后时间点自我报告的焦虑水平。该研究旨在探讨工作记忆容量缺陷可能导致焦虑倾向，并可能是广泛性焦虑障碍(General Anxiety Disorder, GAD)的病因。大学生(N = 198)完成了焦虑和快感缺失性抑郁的问卷测量、广泛性焦虑症症状的临床访谈和两项工作记忆任务：N -Back任务和操作广度(Operation Span, OSPAN)任务。此外，还有一部分参与者(N = 38)在学期结束时再次报告了他们在过去一周的焦虑和快感缺失性抑郁水平。焦虑的初始水平和广泛性焦虑症的症状与N-Back表现呈负相关(但与OSPAN无关)。此外还发现，即使在控制基线担忧水平之后，N-Back任务表现仍然预测了随访时参与者最近的担忧水平。然而，快感缺失性抑郁水平与任务表现(横向或前瞻性)没有显著相关。

WMC缺陷可能是日后焦虑的一个风险因素！！！

（N-Back之2-back示例图）

WMC——“调节者”

一些研究已经超越了证明焦虑和WM测量之间的二元关联，并转向研究WM在焦虑与现实世界事件(如学习成绩和治疗反应)之间的中介作用。

“学业成绩”

Owens和同事(2014)对焦虑、WMC和学习成绩之间的相互关系进行了最彻底的探讨。他们采用的路径模型包括焦虑/抑郁、担心、从后位数和空间广度任务计算的综合分数以及学业表现。焦虑/抑郁通过焦虑和工作记忆对学习成绩的间接路径显著，但直接路径不显著。换句话说，焦虑倾向在特质焦虑与WMC受损之间起中介作用，而WMC受损则在焦虑与学习困难之间起中介作用。

该项研究结果发现，由简单广度语音和空间测量任务计算出的复合变量与焦虑相关，并在学业表现中起中介作用，表明一般能力缺陷。因此，这些结果与焦虑所需要注意的任务最密切相关的想法是一致的，这种缺陷可以解释焦虑与学业缺陷之间的联系。

“治疗反应”——认知行为疗法

除了调节焦虑和学习成绩之间的关系外，已有研究表明，一般能力（如执行功能等）的恢复可能是一个人对治疗有反应的重要决定因素。

例如，Mohlman（2005)提出，成功完成认知行为疗法（Cognitive Behavior Therapy, CBT）可能依赖于执行功能。由于病人往往需要增加他们控制自己的负面情绪的程度，以及增加使用逻辑推理能力战胜消极情绪和修改不合理信念。当经历焦虑体验时，如果WMC不足或是有缺陷的话，根本无法进行合理调控，以至于他们可能会被焦虑“支配”而逐渐发展成焦虑障碍/病症。

实验研究

“自我威胁”

Coy等人(2011)采用了较为详细的方法，考察了自我威胁对语音和视觉空间存储的影响。

自我威胁条件下的参与者在语音测试上表现更差，但在空间测试上没有。有趣的是，路径分析结果显示，自我评价的消极思想(类似于焦虑)在威胁状态与数字广度绩效之间起中介作用。Schoofs和其同事 (2008)采用斯滕伯格任务考察了“自我威胁”下的焦虑与WMC之间的关系——在这项任务中，参与者必须记住1到4个目标项目。然后，在短暂的延迟之后，出现一组新的项目，参与者必须确定其中一个目标项目是否是当前呈现中的一个项目。该研究发现只有在高负荷条件下表现才会受损。

“情感视频片段”

这部分所描述的方法包括向参与者展示一些能够引发焦虑状态的电影片段(如《惊声尖叫》、《万圣节》等)，或者是中立的情感片段。之后，所有的参与者都完成了改版的N-Back任务。这一研究方向的结果颇为复杂。一些研究没有发现焦虑对任务正确率或反应时的影响，而与自我威胁研究一样，这类研究中采用的N-Back表现的变化可能只在那些被操控有效的参与者中有明显结果。例如，Qin 等人(2009)测量了自我报告和生理测量的焦虑水平，发现这些测量可以预测操纵对N-Back任务中反应时的影响程度(回归系数R2 在0.29和0.42之间)。

“休克电极研究”

“休克威胁”研究背后的逻辑相当简单。在这类研究中，参与者在两种情况下完成一项工作记忆测试。一是在威胁条件下，一个随机时间的电击通过一个电极附着在参与者的手臂。另一个是在安全条件下，参与者被告知不会受到电击。Shackman和他的同事(2006)使用“休克威胁”来检验焦虑和3-Back语音和空间任务表现之间的关系。虽然语音上的3-Back任务的准确性不受电击威胁操纵的影响，但空间上的3-Back任务准确性有所下降。

治疗研究

虽然当前研究中，测试焦虑和WMC之间因果关系的目的并不十分明确，但另一些研究可能提供了不同的见解。这些研究关注的是焦虑治疗的有效性，同时也记录了神经心理容量测量结果，比如工作记忆。这些设计的逻辑很简单，即如果焦虑影响工作记忆容量，那么焦虑症状的成功缓解有望增加工作记忆容量测量的得分。

例如，Roughan和Hadwin(2011)研究了青少年的适应性训练WMC。这项研究提供了比较复杂的结果。虽然在3周的随访中有一些证据表明测试和特质焦虑方面有所改善，但这些改善在3个月的随访中没有保持。尽管没有足够的信息来汇总效应量，但这些发现表明适应性WMC训练不会对焦虑产生因果关系。

然而，与药理学研究一样，WMC训练可能对反应者更有效，即那些更主动参与任务的个人。

事实上，Sari和他的同事（2016）研究了自我报告特质焦虑水平高的个体的适应性WMC训练。这项研究发现，与WMC训练相关的收获预示着测试后焦虑程度的降低，也就是说，从WMC训练中受益的个体在训练后焦虑程度降低。

总的来说，关于焦虑和WMC的实验研究描绘了一幅非常复杂的画面。虽然很多研究的结果结论并非完全一致，但从已有的实验研究梳理中仍然可以看出焦虑和工作记忆容量之间的一些关系。目前基本可以达成以下共识：

（1）同是高焦虑者群体中，拥有较高WMC的个体比较低WMC个体的任务表现更好。

（2）WMC在学业成绩和焦虑之间的调节作用。

（3）WMC在认知行为疗法中的调节作用。

（4）自我报告特质焦虑水平较高的个体（在任务中参与度较高）在适应性WMC任务训练中后，报告自己的焦虑水平降低。

当然，这些研究中探讨的关系并十分明确，尤其受到任务难度和任务模态等因素的影响。所以说还有待揭示此类神经机制的研究从神经生理层面上作出微观水平的解释，以及更多因果关系的确定性研究。

参考文献

[1] Bredemeier, K., & Berenbaum, H. (2013). Cross-Sectional and Longitudinal Relations between Working Memory Performance and Worry. Journal of Experimental Psychopathology, 420–434.

[2] Coy, B., O'Brien, W. H., Tabaczynski, T., Northern, J., & Carels, R. . (2011). Associations between evaluation anxiety, cognitive interference and performance on working memory tasks. Applied Cognitive Psychology, 25(5), 823-832.

[3] Eysenck, M., Payne, S., & Derakshan, N. . (2005). Trait anxiety, visuospatial processing, and working memory. Cognition & Emotion, 19(8), 1214-1228.

[4] Ganley, C. M., & Vasilyeva, M. . (2014). The role of anxiety and working memory in gender differences in mathematics. Journal of Educational Psychology, 106(1), 105-120.

[5] Macleod, C., & Donnellan, A. M. . (1993). Individual differences in anxiety and the restriction of working memory capacity. Personality & Individual Differences, 15(2), 163-173.

[6] Mohlman, & J. (2005). Does executive dysfunction affect treatment outcome in late-life mood and anxiety disorders?. Journal of Geriatric Psychiatry & Neurology, 18(2), 97.

[7] Qin, S., Hermans, E. J., Marle, H., Jing, L., & G Fernández. (2009). Acute psychological stress reduces working memory-related activity in the dorsolateral prefrontal cortex. Biological Psychiatry, 66(1), 25-32.

[8] Sari, B. A., Koster, E. H., Pourtois, G., & Derakshan, N. (2016). Training working memory to improve attentional control in anxiety: A proof-of-principle study using behavioral and electrophysiological measures. Biological psychology, 121(Pt B), 203–212.

[9] Schoofs, D., Preu, D., & Wolf, O. T. . (2008). Psychosocial stress induces working memory impairments in an n-back paradigm. Psychoneuroendocrinology, 33(5), 643-653.

[10] Shackman, A. J., Sarinopoulos, I., Maxwell, J. S., Pizzagalli, D. A., Lavric, A., & Davidson, R. J. . (2006). Anxiety selectively disrupts visuospatial working memory. Emotion, 6(1), 40-61.

[11] Shipstead, Z., Hicks, K. L., & Engle, R. W. . (2012). Cogmed working memory training: does the evidence support the claims?. Journal of Applied Research in Memory & Cognition, 1(3), 185-193.

Vecchi, T., & Richardson, J. . (2001). Measures of visuospatial short-term memory: the knox cube imitation test and the corsi blocks test compared. Brain & Cognition, 46(1-2), 291-295.

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