執行功能

 Executive Functions

執行功能是什麼? 

執行功能是屬於自我調節能力的一環,它是一組相互關聯的認知處理歷程,它們負責完成一系列有目的性、目標性的行為,包含了預先計畫、彈性的轉換想法與行為,以及抑制外界干擾和不適當的反應等。

(Anderson, 2002; Miyake, Friedman, Emerson, Witzki, Howerter, & Wager, 2000)

簡單的說,執行功能就像是我們腦內的交通指揮警察!

當我們面臨問題的當下,它負責調節我們的專注力應該集中在哪裡,優先處理的順序為何,以及排除與目前問題不相關的干擾或不適當的衝動行為,有效率的解決問題。

"執行功能"的理論架構

核心的執行功能包含了抑制更新工作記憶轉換。研究發現,這三項核心的執行功能各自獨立,但也彼此相互關。這代表若某項執行功能較弱,可能連帶的影響其他的執行功能。

我們來分別介紹這三項核心的執行功能吧!

(Miyake, Friedman, Emerson, Witzki, Howerter, & Wager, 2000)

抑制

抑制大致上可分成三種:

1.抑制優勢反應: 指的是我們面對某項刺激或情境時,須壓抑一個自動化的習慣行為,以達到符合目前情境的要求。例如在上課或開會的時候,雖然肚子很餓,但是我們會努力抑制著想馬上去吃東西的衝動。

2.抵抗分心物干擾: 指的是抵抗來自外界分心物的干擾。例如在上課中,我們專心聽老師說話,而忽略室外呼嘯而過的車聲。

3.抵抗順向干擾: 指的是當目前處理的訊息或情境跟我們原先的認知不同時,我們須抵抗來自自我內在記憶的干擾。例如我們已習慣"紅燈停、綠燈行",當現在交通規則改成"紅燈行、綠燈停"時,相信大家都會經歷一陣混亂,因為此時我們須抵抗自我建立已久的記憶。

因此,抑制能力能讓兒童在課堂中遵守規矩,並幫助他們調節情緒、控制衝動行為。

更新工作記憶

更新工作記憶指的是”主動地”更新且操弄暫存在工作記憶裡的訊息。像是手機在更新時,它除了保留原本已建立的重要訊息外,它加入新的資訊、修復錯誤,以及取代不再有用的資訊

在日常中我們時時運用到更新工作記憶,例如心算,或是兒童把剛閱讀完的文章暫存在記憶中,與已知的知識融會貫通後,以此來回答問題

認知彈性/轉換

指的是在不同面向、注意力焦點、不同的刺激-反應配對之間,彈性地轉換。認知轉換包含了兩個階段:

1.在工作記憶裡建立起當前任務的規則;(如:將藍色兔子的卡片按照顏色分類,因此須將卡片分至藍色的盒子)

2.轉換到另一個任務時,需記住新的規則,同時也需抑制來自舊規則的順向干擾 (如:換成將藍色兔子的卡片按照形狀分類,此時須將卡片分至兔子的盒子,而不是藍色的盒子)

在生活中,認知轉換讓兒童能從一項遊戲轉換到另一個遊戲,用不同的方式來解決同一個數學問題,或是找出概念與概念之間的不同關係;認知轉換也能使我們在與他人交談的過程中,不停的換位思考,使溝通順暢。

除了上面介紹的三項核心的執行功能外,有些執行功能牽涉的層面較廣與複雜,屬於較高層次,像是計畫、設定目標等,它需要運用到其他相關的知識,例如:需對於某件事物有一定程度的了解,才能進行計畫與設定適合的目標。

"執行功能"的發展

研究顯示,三到五歲時執行功能的成長最為顯著(如圖所示)。此時期的執行功能發展將奠定未來更高層次的認知歷程,例如閱讀、邏輯思考等。

因此,注重學前兒童在此關鍵期的執行功能發展是非常重要的。 

值得注意的是,這些執行功能在青少年期及成人早期仍持續發展 

由於執行功能在3-5歲時發展的最顯著,Garon等人(2008)提出一個融合的發展模式,他們認為執行功能早期的發展是階層性漸進式發展


為什麼"執行功能"很重要?

研究證據顯示,執行功能與學前兒童操弄語音的能力、印刷的知識、識字量、口語的詞彙量都息息相關,以上這些能力都是兒童未來發展閱讀的基礎。

此外,執行功能對學前兒童的就學準備度非常重要! 就學準備度包含了兒童是否能維持一段時間的專注力坐著聽課與參與團體活動、兒童是否能有一定程度的調節其情緒與衝動行為、順應社會規範等等。

研究也發現幼兒園時期的執行功能對於兒童上小學後的英文和數學表現有顯著的預測性。

(Nguyen & Duncan, 2019)

國外的研究證實執行功能與學齡兒童學業成就(包含數學、英文和科學)成正比,這代表了執行功能越好的兒童,其學業表現就越優秀,在大學入學考的SAT成績也較高。

(i.e., Allan et al., 2014; Clair-Thompson & Gathercole, 2006; Follmer, 2018; 吳盈諄, 2012)

"執行功能"和語言的關係

執行功能跟語言的關係近年來是許多研究者們熱衷探討的議題,國外許多研究證據顯示執行功能協助兒童語言的發展,它能支持我們在聽、說、讀、寫、算的處理歷程。本實驗室也進行一系列學前典型發展幼兒跟發展性語言障礙幼兒的執行功能與語言發展的研究,研究結果與國外的發現相似,有興趣者請詳見研究計畫中的"已完成計畫"

然而,也有證據顯示是語言支持著執行功能的發展,例如我們都需要用語言來協助自我調節(腦中小劇場的自我提醒),在複雜的執行功能作業時,我們需要語言來協助推理等等。

因此,兩派的證據歸納起來,或許執行功能與語言的關係是相輔相成的,這個議題仍需要更多研究的探討。

如何了解兒童的執行功能表現?

目前除了研究者們自行根據研究目的而設計的測量作業外,仍無適合評估華語學齡前兒童的標準化執行功能作業... 

好消息!輔仁大學臨床心理系的林慧麗教授的研究團隊將國外學者Dr. Lisa Thorell所發展的兒童執行功能量表(Childhood Executive Functioning Inventory, CHEXI) 中文化成為兒童執行功能量表-台灣繁體版本 (TC-CHEXI),並且完成了台灣地區4-12歲分齡的常模(mean, SD, percentile)!此量表共有24題,適合家長和老師填寫。

本實驗室主持人已得到林慧麗教授和Dr. Thorell的授權,可分享給在實務上有需求的家長、老師和治療師們使用!非常感謝林教授和Dr. Thorell的無私分享!

**若是想了解中年級學生的執行功能表現,可參考下方推薦的執行技巧訓練手冊

CHEXI_Taiwanese.pdf

兒童執行功能量表使用方式:

1.請家長或老師/語言治療師填寫完量表

2.根據第三頁的四個副量表所屬的題數,計算各個副量表的分數

3.請下載林教授發表的期刊(請使用以下連結,為尊重版權,本實驗室恕不便提供下載),文中包含了4-12歲分齡的常模及百分位數,建議對照百分位數(需特別注意此量表是反向計分,因此越低分代表兒童的執行功能表現越好)

Tsai, C.-L., Thorell, L. B., Siu, A. F. Y., Hsu, Y.-H., & Lin, H.-L. (2020). Taiwanese Traditional-Chinese Childhood Executive Functioning Inventory: Revision, Investigation of Psychometric Properties, and Establishing of Norms, Psychological Testing, 67(2), 119-144.

4.根據兒童在四個副量表的表現進行解釋

a)工作記憶:反映兒童在生活中是否能記得代辦的事物的能力,尤其是需要記住多項事情,或在需同時多工處理的情境。

b)計畫力:屬於較高層次的執行功能,反映兒童在生活中自行計畫和執行需要多個步驟才能完成的任務之能力。

c)調節力:反映兒童調節自己的情緒、動機和毅力來完成目標導向的行為之能力。

d)抑制力:反映兒童能視情境抑制自己不適當或衝動行為的能力。

如何訓練"執行功能"呢? (敬請期待 coming soon)

推薦適合中學生執行功能評估與訓練的資源:

在這裡特別推薦[香港融合教育與特殊教育資訊網站]中提供的一份對於中學生執行功能評估和訓練很豐富的資源手冊:執行技巧訓練_指導計畫此份計畫裡面包含了教師、學生和家長的執行功能評估問卷,也包含了許多適合中學生在學習上可以運用的執行功能策略,也提供了許多可以參考的圖表,推薦給有需要的老師、治療師和家長們

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