一、基本内容

　　T. A. Salthouse是美国佐治亚理工学院潜心研究认知老化的心理学家,近20年来一直积极探索加工速度与认知老化的关系.经过一系列创造性的实验与分析,于1996年提出了认知老化的加工速度理论(processing-speed theory, PST). PST的基本内容是:成人的认知操作速度随年龄增长而减慢是液态认知功能发生老化的主要原因2.也就是说,认知老化的PST是用加工速度的慢化(slowing)来解释认知老化现象,即成人认知成绩的年龄差异问题的.

　　早期的成人心理测验已经揭示出年龄与认知之间存在负性相关,稍后的心理测量和神经心理测验也显示出类似的结果.但应指出,认知老化的PST试图解释的是认知老化研究领域已被公认的发现,即正常成人的记忆、推理、空间能力等液态认知(fluid cognition)存在可靠的年龄差异.不过, PST的目的不是说明决定认知功能衰退的一切因素,而是解释与成年阶段相关的认知功能的差异,也即认知成绩中的年龄相关变异.具体地说, PST可分为两个基本假设和两个基本机制.

　　1　基本假设

　　PST认为,除具体加工效能(processing efficiency)发生变化和个体的知识局限外,许多认知任务都受少数一般加工限制(general processing constraint)的制约,从而影响认知任务的成绩.据此推论,与年龄相关的加工慢化是一种广泛现象,而不单纯是由特殊加工缺陷造成的.所以,许多加工速度不仅与具体任务有关,而且与年龄增长有关.是故,不同速度测量中的年龄相关效应不会是独立的,应当存在相当程度的共同变异,从而可以利用一般速度测量的年龄差异预测特定速度测量的年龄差异.一方面, Salthouse运用统计控制程序来检验多种速度测量中年龄相关效应是否彼此独立.简单而言,所谓统计控制就是选定年龄相关的指标变量(criterion variable,CriV)和年龄相关的控制变量(control variable, ConV),以逐步回归和相关分析为基础计算CriV和ConV共有的变异,该部分变异表示CriV和ConV受共同因素影响的程度. Salthouse先后以不同的样本计算各种任务加工速度的年龄相关性共同变异.例如,对11种速度测量的分析结果表明,它们有平均85%的年龄相关变异是重迭的;对另14项速度测量进行考察,发现其年龄相关变异的均值是62%3.这就证明了不同速度测量中的年龄相关效应不是彼此独立的.另一方面, Salthous运用系统关系分析检验可否由一般速度测量的年龄差异关系去预测特定速度测量的年龄差异.认知老化研究中的系统关系分析是,将两年龄组的成绩均值对照描点,同时表示准确性及反应速度的关系.这种分析能够估计年龄相关的一般与特殊影响的相对作用. Salthouse搜集的资料及其本人的实验研究结果一致显示,年轻人和老年人的平均反应速度的系统关系中存在年龄相关的一般性衰退因素,该因素能够预测特定速度测量的年龄差异4.为避免对一般慢化因素产生误解, Salthouse指出: ①一般速度因素的影响不是绝对的,有些测量可能未显示出年龄相关的加工速度慢化现象; ②由于存在随机影响因素,不同速度测量的年龄差异不一定是相同的; ③速度因素不一定是单一的,可能存在几个一般因素.

　　2　基本假论

　　PST认为,加工速度是一个与年龄增长相关的关键性一般加工限制.显然,个体执行某一认知活动的速度既受该活动所需加工数量的制约,又受个体完成多种类型活动能力的限定,所以还不能肯定执行诸多认知操作的加工速度是年龄相关差异的根源,但可认为随着年龄的增长,许多认知操作执行速度的慢化是大多数成人认知测量成绩中年龄差异的主要原因.也就是说,加工速度是年龄与认知成绩之间关系的重要中介因素,它对许多认知操作速度及操作结果均有影响.假设加工速度是年龄与认知之间关系的中介则意味着:如果消除中介变异,与年龄相关的效应将会大大减少. Salthouse认为,研究加工速度的中介作用的最佳办法是统计控制程序,使假定为中介因素的变异保持恒定,只要中介因素与年龄和指标变量都相关,统计控制程序就将减少指标变量中与年龄相关的效应.如果中介因素只与年龄相关,控制对指标变量就无效应;如果中介因素只与指标变量相关,那么控制对年龄与指标变量之间的关系就无效应.研究结果表明,如果将多种记忆测量作为指标认知变量,当控制相对简单的加工速度测量,年龄相关的变异就有实质性降低.例如,控制反应的速度因素后,所有记忆测量的年龄相关变异平均减少了77.6%,控制纸笔知觉速度因素后,这些变异就平均减少了85.1%2. Salthouse总结说,大量的记忆与认知研究结果表明,有平均75%或更多的年龄相关变异与加工速度测量重迭,即,年龄和认知成绩之间的关系是以加工速度为中介的.

　　3　限时机制

　　限时机制(limited time mechanism)系指一项任务中相关认知的操作太慢就不能在有限时间内顺利完成.也就是说,如果当前操作占用了后面操作可用时间的大部分,那么后面的操作就要大受限制.检验这一机制的方法是操纵加工刺激信息的时间.尽管刺激呈现时间的变化不会影响内部加工操作的速度,但是,这种操纵所提供的认知成绩与加工时间的结果可描成时间-准确性图象.以纵轴代表准确性,横轴代表时间,这样,纵轴比较能反映特定时间的准确性水平,横轴比较可反映达到特定准确性水平所需要的时间. Salthouse以连续联想记忆为实验任务,考查年轻组和老年组记忆成绩与刺激呈现时距的关系,结果发现随着呈现时距的增长,两年龄组的记忆正确率都不断提高,但老年组的成绩在任一呈现时距条件下都比年轻组的成绩差5.反过来说,要达到同等的记忆正确率,老年组比年轻组需要更长的呈现时距,即老年人在限定时间内完成的加工数量更少或/和质量更差,记忆成绩的老化现象可部分地由限时机制来解释.

　　4　同时机制

　　同时机制(simultaneity mechanism)系指一项任务中相关操作的慢速加工将使较高水平加工同时所需的有用信息减少.也就是说,当加工速度较慢时,前面加工的结果可能会在后面加工需要时已经丢失或畸变.同时机制的基本原则是许多复杂活动需要该活动的各部分任务同步进行,在相关加工操作能够快速执行时,同步进行比较容易.当信息失真的时间过程与诸如编码、推敲、搜索、复述、提取、整合及抽象等关键操作的速度之间出现矛盾时,即相关信息在需要时无法提供,则相关信息在后续加工操作执行过程中已愈加模糊或枯竭,从而更易无用,无法保障加工顺畅地进行下去,结果倾向于产生加工缺陷.并且,不管可资利用的加工时间有多少,都将出现这种情况,因为关键限制在于内部机能,而不是外部条件.同时机制也不能只归于遗忘,某些任务因素会影响有关的输入能否同步得到加工,也有可能改变同时可得信息的数量和质量.由于并非所有相关信息在需要时均能以可用的形式得到,所以加工系统(如工作记忆)的动态容量会受到影响,比较高级的加工(如抽象、推敲、整合)易出现损伤.这些加工的衰退将造成关键加工操作的错误增多或耗时性无效重复.工作记忆是说明同时激活信息总量的另一种方式, Salthouse就用工作记忆来检验同时机制.相关的大量研究结果表明,工作记忆成绩存在年龄相关性下降,而对速度指标进行统计控制后可显著减少工作记忆测量中的年龄相关差异6.

　　二、与其他认知老化理论的比较

　　任何有价值的认知老化理论或假设,都必须能够较为准确地表征广泛的实证研究发现,能够在一般及特殊水平,较为准确地预测成人认知的成绩会否出现年龄相关衰退7准此而言,这里主要比较文献中颇有影响的认知老化理论与加工速度理论的异同。首先,认知老化的PST把加工速度当作认知操作的核心结构.这类似于Birren的观点,即许多认知操作速度的变化将引起无数行为结果的变化.所不同的是,前者提出具体原理(限时机制和同时机制)来解释速度与认知的关系,多种分析程序的实证依据也支持该理论的预测;后者则是笼统的论述,基本属于假设构想.其次, PST与Cerella, Myerson等的假设有相似之处,

　　1　基本假论

　　PST认为,加工速度是一个与年龄增长相关的关键性一般加工限制.显然,个体执行某一认知活动的速度既受该活动所需加工数量的制约,又受个体完成多种类型活动能力的限定,所以还不能肯定执行诸多认知操作的加工速度是年龄相关差异的根源,但可认为随着年龄的增长,许多认知操作执行速度的慢化是大多数成人认知测量成绩中年龄差异的主要原因.也就是说,加工速度是年龄与认知成绩之间关系的重要中介因素,它对许多认知操作速度及操作结果均有影响.假设加工速度是年龄与认知之间关系的中介则意味着:如果消除中介变异,与年龄相关的效应将会大大减少. Salthouse认为,研究加工速度的中介作用的最佳办法是统计控制程序,使假定为中介因素的变异保持恒定,只要中介因素与年龄和指标变量都相关,统计控制程序就将减少指标变量中与年龄相关的效应.如果中介因素只与年龄相关,控制对指标变量就无效应;如果中介因素只与指标变量相关,那么控制对年龄与指标变量之间的关系就无效应.研究结果表明,如果将多种记忆测量作为指标认知变量,当控制相对简单的加工速度测量,年龄相关的变异就有实质性降低.例如,控制反应的速度因素后,所有记忆测量的年龄相关变异平均减少了77.6%,控制纸笔知觉速度因素后,这些变异就平均减少了85.1%. Salthouse总结说,大量的记忆与认知研究结果表明,有平均即都强调一般速度因素在年龄相关慢化过程中的重要作用8.它们的区别在于: Cerella,Myerson等的假设旨在阐释年龄与速度的关系,以系统关系分析作为一般慢化假设的证据来源,而PST偏重于解释年龄与认知之间的关系.可见, PST是在前者的基础上前进了一大步,把速度作为认知与年龄关系的中介变量.第三, PST与加工资源理论和注意抑制理论所试图说明的问题是一致的,均要解释年龄与认知之间关系的[2,3].但是, PST的核心结构是可以检验的,统计控制、系统关系分析的大量证据也表明加工速度对年龄与认知的关系有重要的中介作用.相反,无论是加工资源还是注意抑制都存在概念不清、难以控制的缺陷.不难看出, PST比认知老化的其他主要理论显得更有价值。所以,不管理论家是否接受如下解释:至少某些认知机能测量中的年龄相关衰退可归因于执行相关加工操作的较慢速度,都不应该莫视简单速度测量与复杂认知测量共有大部分年龄相关变异的事实,这对于理解老化与认知关系的本质具有不可低估的启示意义.也就是说,几乎所有理论,甚至那些将年龄相关差异归于具体认知加工损伤或某种认知策略缺陷的假设9,都应考虑到与基本加工效能有关的因素,否则就难免囿于仅仅关注老化现象的另一表现,而无法触及认知老化的本质.

　　2　PST的其他优点

　　由于基本加工速度随着年龄增长而逐渐减慢常常伴有诸多适应现象,加工速度慢化的结果往往难以预测.而随着个体年龄的增大,其加工系统不仅速度逐渐变慢,并且效能也愈加降低,这就将加工速度慢化的一切原因及结果变得更为复杂.但是,用PST的限时机制与同时机制来解释加工速度却显得非常简单,即加工速度较快时,就有较多的机会同时完成较多的加工,而较多的同时加工通常导致较好的成绩;相反,加工速度较慢时,由于只能同时完成较少的相关加工,结果造成较差的认知成绩.此外,从理论上讲,在认知老化研究中以加工速度结构为核心进行探索还有两个突出优点: ①对于关注认知老化现象远端决定因素的研究来说,加工速度是个便利的心理结构,即由于速度在许多年龄相关的认知差异中起核心作用,所以研究发生于个体生活早期而又对应着速度中年龄相关慢化的因素,将可能解释多种认知机能测量中年龄差异的大部分变异. ②加工速度可以作为行为研究和神经生理学研究之间的连接结构,这是因为加工速度是以时间来刻划的概念.时间是一个客观且绝对的维度,而不是一个标准参照量尺,所以它在各种学科里都应具有通用的意义,从而有希望将不同学科的概念联系起来,使认知老化的跨学科研究成为可能.

　　3　需要进一步研究的问题

　　虽然PST与其他认知老化理论相比有不少优点,但是它也存在许多尚未解决的难题,这些也正是值得将来进一步深入研究的内容.例如,为什么随着成人年龄的增长,认知操作速度会减慢?限时机制与同时机制是如何将较慢的加工速度与较差的认知成绩联系起来的?尽管年龄、速度对工作记忆影响的证据与认知老化PST的预测一致,然而,限时机制和同时机制决非得无懈可击.譬如,工作记忆是不是评估同时可得信息的最好方式?成绩是否深受策略、知识及其他因素的影响?激活信息的较慢速度是不是同时可得信息减少的原因?信息历时衰变的速度是否还有其他情况?特别重要的是应该进行神经心理学研究,探索年龄相关慢化的神经基础,寻求加工速度反映的到底是什么结构10.显然,这需要多学科的协同研究,因为仅靠行为观测是无法解决上述问题的.

本文由四川传媒学院教授郑高鹏进行科学性把关