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评估执行功能技能 | 任务与电池

执行功能技能是一组心理和认知过程，帮助个体控制和监测自己的行为，并最终实现他们的目标。通过特定任务和综合电池，研究人员能够评估这些技能。

  1. 什么是执行功能技能？
  2. 评估执行功能的任务
  3. 评估执行功能的电池
  4. 在线评估执行功能技能

什么是执行功能技能？

执行功能（EF）通常被描述为大脑的“控制中心”，是一个用来描述多种认知过程的总称，这些过程帮助个体协调实现目标导向行为所需的不同技能（Reimers, 2019）。

执行功能技能是源于执行功能的实际技能或能力。三种常见的执行功能技能是：

  • 抑制： 抑制不必要的反应和干扰信息。
  • 切换： 在不同任务之间进行切换。
  • 工作记忆： 在脑中监控和操作信息（Cragg, 2014）。

用于评估执行功能技能的常用任务和电池列表。

评估执行功能的任务

执行功能任务是旨在评估执行功能中具体技能的独立测试，例如工作记忆或抑制。

2016年进行的106项实证研究的系统评估旨在了解执行功能技能如何在实证研究中被概念化和操作化。作者在文献中识别出了109个不同的任务，这些任务被用来测量执行功能技能。在这109个任务中，作者注意到有56个仅使用过一次——这表明研究者会根据自己的特定研究开发自己的任务。其余53个任务则被多次使用（Baggetta, P., & Alexander, P. A., 2016）。我们从该列表中选择了使用最广泛的执行功能任务（见 表S5-补充信息），并按照流行度顺序将它们列示如下：

  1. 斯特鲁普任务
  2. 数字跨度任务（向后，向前）
  3. Go/No-Go任务（数字，图形）
  4. 轨迹绘制任务（TMT）
  5. N-back任务
  6. 跨度任务
  7. 连续表现任务（CPT）
  8. 正负任务
  9. 维度变化卡片分类（DCCS）
  10. 侧翼任务
  11. 字母记忆任务（LMT）

斯特鲁普任务

  • 任务描述： 斯特鲁普任务是一个 经典的认知任务，参与者被指示命名一个词的颜色，这要求他们控制焦点在词的颜色上，而不是阅读它。试验通常涉及呈现一个颜色的名称，但以冲突的颜色书写。例如，参与者看到写成“蓝色”的刺激，但以红色字体呈现，参与者需要命名这个词的颜色（即，红色）。
  • 执行功能与斯特鲁普任务： 斯特鲁普任务是选择性注意、认知灵活性和参与者的认知抑制技能的优秀测量工具，因为他们必须专注于识别其颜色，而不是自动阅读该词的反应。反应时间（RT）是斯特鲁普任务中的常见测量指标。（Bjekić, 2017; Timmeren, 2018）。

数字跨度任务（向后，向前）

  • 任务描述： 数字跨度任务涉及回忆以特定顺序呈现的一系列数字。在数字向前跨度中，参与者需要按呈现顺序重复数字，而数字向后跨度则要求参与者以相反的顺序重复该序列（Wahlstrom, 2016）。
  • 执行功能与数字跨度任务： 数字跨度任务主要测量工作记忆、注意力、认知灵活性和较强的短期记忆保留（Watanabe, 2023; Weiss, 2016）。

Go/No-Go任务（数字，图形）

  • 任务描述： Go/No-Go任务要求参与者对特定刺激（通常是“Go”信号）做出反应，而对其他刺激（“No-Go”信号）不做反应。参与者通常通过按下按键对“Go”刺激做出反应，并对“no-go”刺激抑制反应。任务可以根据需要使用数字或图形形式的刺激。
  • 执行功能与Go/No-Go任务： 此任务评估如反应抑制和冲动控制等技能，这要求参与者抑制和控制他们的自动反应。注意力调节是参与者在任务中展示的另一个执行功能技能（Weidacker, 2017; Bezdjian, 2009）。

轨迹绘制任务（TMT）

  • 任务描述： 轨迹绘制任务是评估执行功能的一种著名测量工具。它分为两个部分：按升序连接数字（A部分）和交替按升序连接数字和字母（B部分）。数字和字母被写在圆圈内，参与者需要通过划线连接这些圆圈。
  • 执行功能与轨迹绘制任务： TMT测量执行功能如心理运动速度、集中注意力、视觉空间搜索、目标导向的动作跟踪以及更新应答者的能力。B部分额外测量抑制控制和集合切换技能（Lähde, 2024; Gajewski, 2018）。

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N-back任务

  • 任务描述： N-back任务涉及呈现一系列刺激，其中参与者必须判断当前刺激是否与“N”次试验前相同。“N”可以是1、2等。
  • 执行功能与N-back任务： 在此任务中，参与者需要持续调整他们的回忆，提供关于执行功能技能的见解，如工作记忆容量、更新、持续注意力和认知灵活性。（Gajewski, 2018）。

跨度任务

  • 任务描述： 记忆跨度任务涉及以特定顺序呈现不同的刺激（语言、算术、操作或视觉空间），应答者需要记住并按相同顺序回忆这些刺激。
  • 执行功能与跨度任务： 这些任务主要测量特定领域的工作记忆和注意力容量。此外，更新能力在跨度任务中也是一种重要的执行功能技能，特别是在语言和视觉空间工作记忆跨度任务中（McCabe, 2010; St Clair-Thompson, 2006）。

连续表现任务（CPT）

  • 任务描述： 在连续表现任务（CPT）中，参与者需要对特定刺激进行正确反应。例如，参与者需要对所有字母按下空格键，除了字母‘A’或看到或听到特定的单词或图像时。
  • 执行功能与CPT： CPT主要评估持续注意力和反应抑制，因为它要求参与者专注于不断流动的刺激，并控制/抑制他们对无关刺激的冲动反应。（Clark, 2023）。

Plus-Minus Task

  • 任务描述： Plus-Minus 任务涉及 3 个条件：第 1 队要求参与者进行加法运算， 第 2 队提供减法的条件。然而，第 3 队要求参与者在加法和减法之间交替进行。
  • 执行功能与 Plus-Minus 任务： 该任务是认知灵活性和转换执行功能的常用测量方法（Chainay, 2021）。

Dimensional Change Card Sort (DCCS)

  • 任务描述： Dimensional Change Card Sort (DCCS) 是广泛使用的执行功能标准测量方法。它涉及以特定方式（例如形状）对卡片或图像进行分类，然后切换到另一种分类方式（例如颜色）。 DCCS 是 威斯康星卡片分类测试 的简化版本。
  • 执行功能与 DCCS： DCCS 测量任务切换和认知灵活性，因为参与者需要自发适应新规则（Beaucage, 2020）。

Flanker Task

  • 任务描述： 在 Flanker Task 中，参与者会看到一个中央目标刺激（如箭头或字母），其周围有干扰物（一致或不一致的刺激）。参与者应仅对中央目标的特定特征（指向左侧的箭头）做出反应，同时忽略干扰物（指向不同方向的箭头）。
  • 执行功能与 Flanker Task： 该任务主要测试选择性注意和反应抑制，参与者尝试通过过滤掉无关刺激来专注于目标。该任务激活的其他执行功能包括工作记忆、时间感知、启动和运动控制（Rusnáková, 2011）。

Letter Memory Task (LMT)

  • 任务描述： Letter Memory Task 使用辅音字母作为刺激，每个试验由五、七或九个辅音的系列组成，每次呈现一个字母。参与者需要在延迟后不断回忆最后三个字母（Golsteijn, 2021）。
  • 执行功能与 Letter Memory Task： LMT 测量工作记忆，尤其是工作记忆表征的更新和监控（Mielicki, 2018；Miyake, 2000）。

评估执行功能的电池

执行功能电池提供了一种全面的方法来评估执行功能。它们包含多个任务和量表，为参与者的执行功能画像提供更广泛的视角。这些“官方”电池通常受版权保护，通常需要获得使用许可，尤其是在研究或临床目的下。由于这些限制，许多研究人员更喜欢使用和组合上述描述的 实验任务 或创建自己的任务。

可以使用任务代替电池来评估执行功能技巧。

所有包含在这些电池中的量表和任务可以分为基于表现的任务和行为评定（由他人或自我报告）。Baggetta 和 Alexander 在 2016 年的系统评价确定了几种测量执行功能的常见电池。以下是其中几个：

  1. Delis-Kaplan 执行功能系统 (D-KEFS)
  2. 执行功能行为评定清单 (BRIEF)
  3. Woodcock-Johnson 认知能力测试
  4. NEPSY-II

Delis-Kaplan 执行功能系统 (D-KEFS)

Delis-Kaplan 执行功能系统 (D-KEFS) 是首个国家标准化测试集，用于评估成人和儿童（8 – 89 岁）的更高级认知功能。

  • 子测试： D-KEF 包括九个子测试：轨迹测试、言语流利性测试、设计流利性测试、颜色-词干扰测试、分类测试、二十个问题测试、词语上下文测试、塔测试和谚语测试。它有两种格式：包括所有九个测试的标准记录表和包括分类测试、言语流利性测试和二十个问题测试的交替版本的交替记录表。
  • 评估的执行功能： D-KEF 评估九个执行功能组件，即认知灵活性、设计流利性、言语流利性、抑制、分类处理、问题解决、演绎推理、空间规划和言语抽象。
  • 应用： D-KEF 广泛应用于如临床人群等环境，以评估神经心理状况，包括 ADHD、自闭症和阅读障碍。它也用于研究儿童和成人的认知表现和执行功能（Cahill, 2019；MacDonald, 2024；Ehtesabi, 2022）。

执行功能行为评定清单 (BRIEF)

执行功能行为评定清单 (BRIEF) 是一组评估执行功能的电池，针对不同人群和年龄组有几种版本。测量是通过知情者报告和教师及家长的行为评定进行的（Mcauley et al, 2010）。

  • 子测试： BRIEF 包括三个指标，包含总共八个量表： 行为调节指数 (BRI)：评估抑制、转换和情绪控制。 元认知指数 (MI)：评估启动、工作记忆、计划/组织、材料的组织和监控。 全局执行复合指数：由 BRI 和 MI 组合计算得出（Wolrich, 2008）。
  • 评估的执行功能： 评估的执行功能技能包括控制冲动、调整行为、认知灵活性、过渡、情绪调节、开始任务/活动、独立产生想法、保持信息在心中、坚持、预判未来事件、设定目标、工作空间、游玩区、有序性、工作检查和跟踪行为如何影响他人（Wolrich, 2008）。
  • 变体： 执行功能行为评定清单 (BRIEF) 有几种版本，针对不同的年龄组和特定的评估需求。
    • BRIEF2：适用于 5 至 18 岁儿童（包含家长、教师和自我报告表的修订标准）。
    • BRIEF-P：适用于 2 至 5 岁儿童的学前版本。
    • BRIEF-SR：适用于 11 至 18 岁儿童和青少年的自我报告版本。
    • BRIEF2 ADHD 表格：用于识别儿童的 ADHD 症状。
    • BRIEF-A：适用于 18 至 90 岁个体的成人版本（ScienceDirect Topics. (n.d.-b)。

Woodcock-Johnson 认知能力测试

Woodcock-Johnson 认知能力测试是一组标准化评估工具，旨在评估广泛的认知能力和智力能力。它的最新版本是第四版——Woodcock-Johnson IV 认知测试（WJ-IV COG）。可以对儿童和成人（2-90 岁）进行测试。

  • 子测试： WJ-IV COG 由 10 项标准电池和 8 项扩展电池测试组成，即口头词汇、数字系列、言语注意、字母-模式配对、语音处理、故事回忆、可视化、一般知识、概念形成、数字反转、数字-模式配对、非单词重复、视觉－听觉学习、图片识别、分析-合成、物体-数字排序、配对取消和记忆词汇（Dumont, 2016）。
  • 评估的执行功能： WJ-IV COG 评估一系列执行功能技能，包括理解-知识、流体推理、短期记忆、处理速度、听觉处理、视觉空间能力和长期存储与检索（Bulut, 2021）。
  • 应用： WJ-IV COG 广泛用于教育、临床和研究领域。它被发现可以帮助专业人士诊断智力障碍和儿童的认知优势与劣势。它也用于确定特殊教育服务的资格。WJ-IV COG 为认知能力研究提供了贡献，并被用于改善评估实践（Floyd, 2016）。

NEPSY-II

NEPSY-II 是一项针对学龄前儿童、儿童和青少年的神经心理评估工具（年龄 3-12岁）（Hooper, S.R. (2013)）。该工具的子测验使其用户能够根据儿童的需求或评估要求以组合方式进行管理。

  • 子测验： NEPSY-II 包含 32 个子测验和 4 个延迟任务，这些任务进一步分为六个内容领域：注意力与执行功能、语言、社会知觉、记忆与学习、感觉运动和视觉空间处理（Davis, 2010）。
  • 评估的执行功能： NEPSY-II 评估的执行功能包括抑制、监测、自我调节、警觉性、选择性和持续注意过程、创造、保留和调整反应集的能力、非语言问题解决、准备和管理多方面反应以及图形流畅性（Davis, 2010）。
  • 应用： NEPSY-II 广泛用于各种临床状况的诊断以及学校干预。它提供了关于儿童认知、学术、社会和行为问题的见解（Davis, 2010）。

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在线评估执行功能技能

随着技术和研究的发展，全球的教育机构、研究机构和临床环境已采用远程进行参与者评估的方法。尽管这种用法广泛，但在线评估执行功能仍然会面临一些挑战。然而，在采取适当措施和保障措施的前提下，这些问题可以在远程环境中得到解决和控制：以下是一些在实验设计阶段和在线实施执行功能任务时需要注意的常见挑战：

  • 技术障碍： 不可靠和缓慢的互联网连接等技术障碍是一个重要的挑战。缓慢的连接可能会导致呈现不同刺激和记录反应时间数据的延迟，从而降低结果的准确性。对来自低社会经济地位（SES）背景的个人来说，较慢的互联网连接可能更为普遍，但即使在较高的 SES 阶层，意外的互联网断开也仍然会发生。（Ahmed, 2022; Biagianti, 2019; Ernst, 2024; Segura, 2021）。
  • 设备可及性： 研究表明，参与者在某些设备的可及性方面可能面临限制，例如可移动或文档相机（Ahmed, 2022; Segura, 2021）。如果所施行的执行功能电池不是计算机化的，且参与者需要手动填写测试，这一点尤为相关。
  • 设备和技术专长： 研究表明，参与者所使用的设备类型以及参与者的计算机熟练程度与认知功能评分之间存在可观察到的变异（Liu, 2022）。缺乏技术专长的参与者在完成任务时也需要更多时间（Ernst, 2024）。
  • 环境干扰和参与者参与度： 环境干扰（如噪音、宠物和周围其他因素的存在）对远程评估有显著影响。这可能会干扰参与者的注意力和参与度，并进一步导致任务结果的偏差（Ahmed, 2022; Liu, 2022; Ernst, 2024; Segura, 2021）。也有一些情况下缺乏监督影响了参与者的参与度（Biagianti, 2019）。

尽管在执行功能任务或电池的管理中发现了多重挑战，研究提出了提高其有效性的不同方法。这些方法包括确保考官（如果在场）和受试者都具有可靠的互联网连接，鼓励参与者减少环境中的干扰，并要求参与者确认他们在心理上准备好接受评估并且没有干扰（Ahmed, 2022; Liu, 2022）。从熟悉的环境（如在家）进行评估已被证明可以减少评估过程中的焦虑（Segura, 2021）。

在设计远程评估时，发现了一些策略可以帮助提高其有效性。以下是一些：

  • 用户友好的平台： 使用易于导航的用户友好平台（Ahmed, 2022）。
  • **清晰简单的任务设计：选择经验证的、以简单方式呈现和清晰说明的任务（Ahmed, 2022）。
  • 受控的任务进展： 确保考官对任务的进展具有控制权（例如，键盘输入），并在考官不在场的情况下，确保实验在发布前正常加载和进展（Ahmed, 2022）。
  • 相关材料适应： 以易于在远程环境中处理的格式呈现任务（例如，如必要则使用PowerPoint演示文稿而不是PDF）或确保计算机化的任务能够代表原来的纸笔任务（Ahmed, 2022）。
  • 信息分块： 将信息以较小的可管理的块呈现，以保持注意力，尤其是在儿童中（Ahmed, 2022）。例如，如果您有长的任务说明，可以将其分解为两步，而不是全部放在一个视图中。
  • 短时间： 设计短时任务以增强参与者的参与度（Biagianti, 2019）。
  • 包含多样化任务： 结合不同的任务来维持参与者的兴趣（Biagianti, 2019）。
  • 与多种设备兼容性： 确保设计的基于网络的任务在多个设备上都兼容，以便于标准化管理（Liu, 2022）。
  • 测试的适应性： 使用适应不同社会经济和文化群体及上下文的测试电池（Segura, 2021）。
  • 休息时间的加入： 在评估期间加入休息时间（Ernst, 2024）。

除了上述所有策略外，在评估过程中保持清晰的沟通也很重要。建立融洽关系、在评估前传达期望以及提供全面的说明对远程评估至关重要（Ahmed, 2022; Liu, 2022; Segura, 2021; Ernst, 2024）。

大多数策略，例如控制设备兼容性和环境设置，都由 Labvanced 在如何处理 实验控制 中解决。


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结论

执行功能对于认知发展和目标导向行为的进步至关重要。专门设计的任务和综合电池有助于我们了解个体如何与环境互动以实现目标。随着技术的进步，这些评估现在可以针对不同的人群和年龄组有效地远程施行，为研究和临床应用提供了新的机遇！

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