工作记忆训练游戏:训练研究发现了什么

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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。

常见的工作记忆任务
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。
工作记忆训练的荟萃分析
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 201323 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 201687 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 20173 至 16 岁典型发展儿童相关能力上的效应量 g = 0.46g = 0.12;设计更好的研究中效应更小
Sala 和 Gobet 202041 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。

Optics Trainer 记忆游戏及其实验室原型
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

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  5. Kirchner WK. Age differences in short-term retention of rapidly changing information. J Exp Psychol. 1958
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  8. Melby-Lervåg M, Hulme C. Is working memory training effective? A meta-analytic review. Dev Psychol. 2013
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  16. 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
  17. 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
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  19. Klingberg T, et al. Computerized training of working memory in children with ADHD: a randomized, controlled trial. J Am Acad Child Adolesc Psychiatry. 2005
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  21. 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
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  26. 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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