工作记忆训练游戏:训练研究发现了什么
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由 Optics Trainer 团队根据已发表的研究撰写,所有来源均列于下方。
工作记忆游戏要求你把几样东西在脑中保留几秒钟并加以运用:一串数字、一条穿过棋盘的路径、一个不断累加的总数。大多数游戏建立在心理学家使用了几十年的任务之上,例如数字广度、Corsi 积木任务和 n-back。本指南解释什么是工作记忆、这些任务如何运作,以及针对儿童、青少年和成人的工作记忆训练研究发现了什么,包括关于 ADHD 的研究。最后介绍四款 Optics Trainer 记忆游戏,以及每款游戏的原型实验任务。
什么是工作记忆?
工作记忆是一个很小的心理空间,你在使用信息时让它保持活跃,比如记住一个电话号码直到拨出去,或者在量下一种配料时记着菜谱进行到哪一步。
一个被广泛引用的工作记忆模型来自 Alan Baddeley 和 Graham Hitch,他们在 1974 年提出了这一模型。它有三个部分:一个存储声音和语言的系统,一个存储视觉和空间信息的系统,以及一个在两者之间分配注意的控制系统。2000 年,Baddeley 增加了第四个部分:情景缓冲器。他将其描述为一个容量有限的存储系统,能把来自其他部分和长时记忆的信息整合成一个单一的情景。
所有这些研究都贯穿着一个观点:工作记忆一次只能容纳很少的东西。广度任务正是为了找出这个上限而设计的。
经典工作记忆任务:数字广度、Corsi 积木与 n-back
大多数工作记忆练习和游戏都是少数几项实验室任务的变体。每项任务改变的是你要记住什么、以及要用它做什么。
广度任务由来已久。Joseph Jacobs 在 1887 年发表了广度实验。Corsi 积木任务来自 Philip Corsi 1972 年的博士论文和 Brenda Milner 1971 年的一篇论文,一项 2000 年的标准化研究称它被广泛用于测量视觉记忆广度。n-back 任务通常被追溯到 Wayne Kirchner 1958 年的一篇论文。
| 任务 | 要做什么 | 主要考验什么 |
|---|---|---|
| 数字广度 | 听到或看到一串数字,然后顺背或倒背。数字串逐渐变长,直到出错。 | 言语短时记忆和工作记忆 |
| Corsi 积木(空间广度) | 看着积木被逐个点到,然后按同样顺序点它们。序列逐渐变长。 | 视觉空间短时记忆和工作记忆 |
| 位置或图案回忆 | 记住网格上各项目的位置,然后回忆这些位置。 | 视觉空间记忆 |
| n-back | 观看一连串项目,当当前项目与 n 步之前出现的项目相同时作出反应(例如 2-back)。 | 持续更新脑中保留的内容 |
| 记忆更新 | 随着项目增加和移除,在脑中保持一个累计数或一组项目。 | 更新与追踪 |
心理学家如何使用广度任务,以及在线版本的局限
在研究和临床中,广度任务以固定的方式实施,并对照常模计分,这样一个人的结果就能和同龄人比较。很多标准化成套测验都包含一项数字广度任务和一项空间广度任务。Kessels 等人在 2000 年的研究中制定了实施和计分 Corsi 任务的标准方法,收集了 70 名健康成人和 70 名脑损伤患者的常模,并报告该任务可用于评估脑损伤后的视觉空间短时记忆。
1998 年一篇回顾 25 年 Corsi 研究的综述发现,该任务的实施和计分方式、甚至所用的积木都存在相当大的不一致。在线工作记忆测试和游戏又增加了更多差异:屏幕大小、计时、干扰,以及每天玩带来的练习效应。免费在线工作记忆测试或游戏的分数不是临床测量,也不能与心理学家实施的标准化测验分数相比。如果你担心记忆力或注意力,请咨询医生或心理学家。
工作记忆训练研究发现了什么
工作记忆训练项目、应用和游戏让人们连续数周练习这类任务,通常关卡会随着进步而变难。研究者随后提出两个问题。人们在记忆任务上会变得更好吗(近迁移)?这些提升会延伸到推理、阅读、数学或日常生活等无关能力吗(远迁移)?
几项大型荟萃分析汇总了这些研究:
- Melby-Lervåg 和 Hulme 在 2013 年得出结论,这些项目“似乎产生的是短期的、特定的训练效果,不能泛化”。他们 2016 年的综述还发现,工作记忆提升越大,并不意味着远迁移提升越大。
- 2019 年,Sala 和 Gobet 总结了跨训练类型的多项荟萃分析,报告对一般思维能力的效应极小,研究之间的差异可以由设计质量和统计假象来解释。
- 在 2020 年的论文中,Sala 和 Gobet 得出结论:“没有理由继续投入资源”开展针对典型发展儿童的工作记忆训练研究。
- 更广泛的综述也报告了类似规律。Daniel Simons 领衔的 2016 年综述发现,有大量证据表明人们在所训练的任务上会进步,日常思维方面的证据很少。在针对老年人的 ACTIVE 试验中,记忆策略组(711 人,10 次课程)在 2 年时记忆测试成绩有提升,但到 10 年时,只有推理组和速度组在各自训练的能力上仍有提升。我们的视觉脑力训练指南介绍了这两项研究。
| 综述 | 研究和受试者 | 记忆任务(近迁移) | 其他能力(远迁移),按报告 |
|---|---|---|---|
| Melby-Lervåg 和 Hulme 2013 | 23 项研究,30 组比较;儿童和成人,典型发展群体和临床群体 | 短期提升可靠;言语工作记忆的提升在随访时未能维持 | 没有令人信服的证据表明迁移到言语或非言语能力、抑制、单词解码或算术 |
| Melby-Lervåg、Redick 和 Hulme 2016 | 87 篇文献,145 组比较 | 训练刚结束时,言语和视觉空间工作记忆的提升可靠 | 与主动对照组相比,没有令人信服的证据表明推理、言语能力、解码、阅读理解或算术有提升 |
| Sala 和 Gobet 2017 | 3 至 16 岁典型发展儿童 | 相关能力上的效应量 g = 0.46 | g = 0.12;设计更好的研究中效应更小 |
| Sala 和 Gobet 2020 | 41 项研究,2,375 名典型发展儿童 | 小到中等,测试与训练任务越相似效应越大 | 智力、数学和语言基本不受影响,与主动对照组相比尤其如此 |
n-back 训练与流体智力:Au 2015 及其批评者
n-back 在 2008 年声名鹊起:当年 Jaeggi 等人在 PNAS 上报告,练习高难度双重 n-back 任务的年轻成人在流体智力测试上有提升,训练越多提升越大。
其他团队检验了这一观点。在 2013 年的一项随机研究中,Redick 等人让年轻成人接受 20 次自适应双重 n-back 训练、20 次视觉搜索游戏(作为主动安慰剂)或不接受训练。两个训练组都在各自的任务上变得更好,但作者在任何智力和能力测试上都没有发现正向迁移。
2015 年,Au 等人汇总了 20 项针对 18 至 50 岁健康成人的 n-back 研究,报告对流体智力有小而显著的效应(g = 0.24)。Melby-Lervåg 和 Hulme 对该分析提出质疑,认为它没有考虑各组基线的差异,也没有区分主动和被动对照组。在他们的重新分析中,效应为 g = 0.13,并且在排除没有主动对照的研究后不再显著。Au 等人回应说,编码差异解释了这一差距,对照组类型并没有改变效应,他们最初的结论仍然成立。两个团队都没有测试过 Optics Trainer。
针对 ADHD 的工作记忆训练与 Cogmed
本节中的几项试验使用了 Cogmed,这是由卡罗琳斯卡学院的 Torkel Klingberg 和 Helena Westerberg 开发的一款程序。据卡罗琳斯卡学院介绍,该公司成立于 2001 年,2010 年被 Pearson 收购。
在 Klingberg 团队 2005 年的一项随机双盲试验中,纳入了 53 名 7 至 12 岁、未服用兴奋剂类药物的 ADHD 儿童,其中 44 人完成了超过 20 天的训练。训练组在训练后和 3 个月后,在一项未训练的视觉空间记忆任务上有提升,家长评定的症状也更少。
后来的综述汇总了许多试验。Rapport 等人(2013,25 项研究)发现,训练短时记忆能提高短时记忆成绩(d = 0.63),而对学业技能和设盲观察者评定的行为的效应不显著。知道哪些儿童接受了训练的评定者,报告的获益大于设盲评定者。Cortese 等人(2015,16 项随机试验,759 名儿童和青少年)发现工作记忆测试成绩有提升,但当评定者可能处于盲态时,对 ADHD 症状的效应缩小,学业效应不显著,单独的工作记忆训练对 ADHD 症状没有效果。
后来其他研究团队的两项 Cogmed 试验也呈现同样的规律。在 2014 年一项纳入 85 名 7 至 11 岁儿童、使用高度匹配的安慰剂版本的试验中,Cogmed 提高了简单的工作记忆存储,但其他结果都没有变化,作者表示它“不应被视为 ADHD 的一种可行的治疗方法”。2016 年一项纳入 452 名工作记忆较低的一年级学生(不是 ADHD 样本)的试验发现,视觉空间记忆在 6 个月和 12 个月时有提升,到 2 年时消失,没有其他益处,而且训练组在 2 年时数学成绩更低。
关于 ADHD 的诊治,请咨询孩子的医生或心理学家。
我们的工作记忆游戏及其原型任务
本节介绍四款 Optics Trainer 记忆游戏。每款都以一项实验室任务为原型,并做了游戏化改动,例如自适应关卡、计时和视觉设计。它们都没有参与上述研究,也都不是工作记忆的测试或测量工具。四款游戏都可以在双眼模式下玩:每只眼睛看到画面的一部分,在手机、平板或电脑上使用红蓝眼镜,在 Meta Quest 上则是内置的。Optics Trainer 没有 n-back 游戏。
| 游戏 | 要做什么 | 原型 | 保留与改动 | 双眼模式 |
|---|---|---|---|---|
| Symbol Order | 看一串方向符号在按钮垫上依次闪现,然后按顺序重复;序列会变长 | Corsi 积木 / Simon 式序列广度 | 保留逐渐变长的序列;用按钮垫上的符号代替积木 | 有 |
| Number Flash | 一个数字短暂闪现;凭记忆输入它;数字可能变长 | 短暂呈现的数字广度 | 保留按顺序回忆;增加了短暂的显示时间,所以接收信息的速度也很重要 | 有 |
| Memory Grid | 先记住整个棋盘,然后翻出每一对相同的图案 | 配对(翻牌记忆)空间回忆 | 回忆项目所在的位置,而不是严格的顺序 | 有 |
| Working Memory | 带编号的方块出现后隐藏;按从小到大的顺序点它们 | 带编号位置的空间广度 | 把每个方块的位置与其编号和顺序结合起来 | 有 |
Optics Trainer 的定位
Optics Trainer 把视觉与脑力训练游戏整合在 iPhone、iPad、Android、网页浏览器和 Meta Quest 上,应用界面支持简体中文。它的四款记忆游戏以上述任务为原型:Symbol Order 以 Corsi 积木任务为原型,Number Flash 以数字广度为原型,Memory Grid 以位置或图案回忆为原型,Working Memory 以空间广度为原型。对于喜欢这类任务的儿童、青少年和成人来说,它们是一种练习和挑战自己的方式。
Optics Trainer 没有在本文介绍的任何研究中接受过测试。我们不宣称它会改变记忆力、注意力、智商、学业或工作表现,也不宣称它会改变 ADHD 或痴呆。它不是测试、测量工具或治疗,未获得 FDA 许可,也未在中国注册为医疗器械。Optics Trainer 不能替代专业诊断或医嘱治疗。关于您的具体情况,请咨询眼科医生或视光师等专业人士。
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常见问题
什么是工作记忆游戏?
它们是要求你把信息在脑中保留几秒钟并加以运用的游戏,例如重复一个序列、回忆方块在哪里,或者记着一个累加的数。大多数基于数字广度、Corsi 积木任务和 n-back 等实验室任务。
工作记忆训练有用吗?
荟萃分析报告,人们在训练后会在工作记忆任务上变得更好。Melby-Lervåg 等人(2016)以及 Sala 和 Gobet(2020)发现,当训练组与主动对照组比较时,没有令人信服的证据表明会迁移到智力、阅读或数学。
工作记忆游戏对孩子有好处吗?
2020 年一项纳入 41 项典型发展儿童研究的荟萃分析发现,记忆任务上有小到中等的提升,而对智力、数学或语言基本没有效应。游戏可以是一种有趣的挑战,但以上是研究报告的结果。
工作记忆训练对 ADHD 有帮助吗?
Rapport(2013)和 Cortese(2015)的荟萃分析发现工作记忆测试成绩有提升,但在设盲评定者中,对 ADHD 症状的效应较小或不存在,学业效应也不显著。关于 ADHD 的诊治,请咨询孩子的医生。
双重 n-back 训练值得做吗?
研究者看法不一。2015 年的一项荟萃分析报告 n-back 训练对流体智力有小效应;批评者重新分析后发现,与主动对照组相比该效应不显著,而原作者对这一重新分析提出了异议。
有免费的在线工作记忆游戏吗?
有,网上有很多免费的数字广度和 Corsi 任务版本。它们的分数不是标准化的临床测量。Optics Trainer 的免费网页账户每天可玩 3 次,手机和平板应用提供 7 天免费试用。
什么是 Corsi 积木测试?
它是一项视觉空间广度任务:你看着积木被逐个点到,然后重复这个顺序,序列会逐渐变长。它来自 Philip Corsi 1972 年的论文,被广泛用于评估视觉记忆广度。
参考来源
- Baddeley AD, Hitch G. Working memory. Psychology of Learning and Motivation. 1974
- Baddeley A. The episodic buffer: a new component of working memory? Trends Cogn Sci. 2000
- Jacobs J. Experiments on "prehension". Mind. 1887
- Milner B. Interhemispheric differences in the localization of psychological processes in man. Br Med Bull. 1971
- Kirchner WK. Age differences in short-term retention of rapidly changing information. J Exp Psychol. 1958
- Kessels RP, et al. The Corsi Block-Tapping Task: standardization and normative data. Appl Neuropsychol. 2000
- Berch DB, et al. The Corsi block-tapping task: methodological and theoretical considerations. Brain Cogn. 1998
- Melby-Lervåg M, Hulme C. Is working memory training effective? A meta-analytic review. Dev Psychol. 2013
- Melby-Lervåg M, Redick TS, Hulme C. Working memory training does not improve performance on measures of intelligence or other measures of far transfer. Perspect Psychol Sci. 2016
- Sala G, Gobet F. Working memory training in typically developing children: a meta-analysis of the available evidence. Dev Psychol. 2017
- Sala G, Gobet F. Cognitive training does not enhance general cognition. Trends Cogn Sci. 2019
- Sala G, Gobet F. Working memory training in typically developing children: a multilevel meta-analysis. Psychon Bull Rev. 2020
- Jaeggi SM, et al. Improving fluid intelligence with training on working memory. PNAS. 2008
- Redick TS, et al. No evidence of intelligence improvement after working memory training: a randomized, placebo-controlled study. J Exp Psychol Gen. 2013
- Au J, et al. Improving fluid intelligence with training on working memory: a meta-analysis. Psychon Bull Rev. 2015
- Melby-Lervåg M, Hulme C. There is no convincing evidence that working memory training is effective: a reply to Au et al. Psychon Bull Rev. 2016
- Au J, et al. There is no convincing evidence that working memory training is NOT effective: a reply to Melby-Lervåg and Hulme. Psychon Bull Rev. 2016
- Karolinska Institutet. From clinical tool to increased learning in schools
- Klingberg T, et al. Computerized training of working memory in children with ADHD: a randomized, controlled trial. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry. 2005
- Rapport MD, et al. Do programs designed to train working memory, other executive functions, and attention benefit children with ADHD? Clin Psychol Rev. 2013
- Cortese S, et al. Cognitive training for ADHD: meta-analysis of clinical and neuropsychological outcomes from randomized controlled trials. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry. 2015
- Chacko A, et al. A randomized clinical trial of Cogmed Working Memory Training in school-age children with ADHD. J Child Psychol Psychiatry. 2014
- Roberts G, et al. Academic outcomes 2 years after working memory training for children with low working memory. JAMA Pediatr. 2016
- Simons DJ, et al. Do "brain-training" programs work? Psychol Sci Public Interest. 2016
- Ball K, et al. Effects of cognitive training interventions with older adults (ACTIVE). JAMA. 2002
- Rebok GW, et al. Ten-year effects of the ACTIVE cognitive training trial on cognition and everyday functioning in older adults. J Am Geriatr Soc. 2014
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