執行功能

第二章 文獻探討

根據研究目的，本章文獻探討分為四個部分來探討與分析有關國小學童執行 功能發展之相關研究發現。第一節為「執行功能」，從執行功能的意涵與運作，

以及在其所包含的認知成份上進行探討；第二節為「執行功能發展」，從大腦前 額葉發展以及認知發展觀點進行探討，並分析其不同認知成份之發展軌跡；第三 節為「執行功能作業」，從不同執行功能之認知成份在過去研究中所使用過的評 估作業中，探討其差異及優、缺點；第四節為「執行功能與注意力」，從注意力 之意涵與發展，及其與執行功能之關聯進行探討。

第一節 執行功能

執行功能（EF）指的是一組一般性目標導向的高層次認知控制歷程，在我們 思考和行為的過程中提供認知監視和控制，並調節我們的思考和行動，使我們能 在日常生活中達到目標或表現出正確的行為（Fisk & Sharp, 2004; Huizinga et al., 2006; Huizinga & van der Molen, 2007; Huizinga & Smidts, 2011; Miyake et al., 2000）。近年來，執行功能一詞受到眾多學者討論，然其最早是出現在 Baddeley 和 Hitch 於 1974 年所提出的多元工作記憶模型（multi-component model of working memory）中。此多元工作記憶模型包含了一個主要系統和兩個從屬系統：中央執 行（central executive）、語音迴路（phonological loop）、視空間畫板（visuospatial sketchpad），其中主要系統－中央執行系統，負責認知功能的控制與調節，並且協 調其他兩個從屬系統－語音迴路、視空間畫板的互動，使個體於日常生活中，能 夠對週遭各種訊息進行注意及監控，以及調節自己的行為，進而做出正確的決定

（引自 Baddeley, 2003）。而執行功能的概念即由此產生，後續學術界將此中央執 行系統直接稱呼為「執行功能」，並更進一步深入探討。

不同學者經由分析及探討，給予執行功能不同定義，然其普遍皆認為執行功 能包含了一組自我導向及自我調節的行為，可進行規則或計畫的運用，以協助個

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體能達到目標並表現出正確的行為（Barkley, 1997; Benson, 1994; Fuster, 1997;

Lezak, 1982; Stuss & Benson, 1986; Tranel, Anderson, & Benton, 1994）。其中 Lezak 給予執行功能較明確的定義，指出執行功能之主要行為共包含四個部份：目標形 成（goal formation）－產生有意圖的行為，個體須擁有動機、自覺，且能夠瞭解週 遭的環境；計畫（planning）－將環境的訊息納入考慮並調整步驟及做決定，以達 成預定完成的目標，個體須擁有良好的衝動控制、記憶以及持續性注意力；執行 行動（carrying out activities）－將意圖或計畫轉換成行動，個體須擁有起始動作、

持續、轉換、適時暫停動作，以及整合方法之能力；有效的實行（effective performance）

－使行為能有效完成，個體須擁有監控、自我修正，以及調整進行速度之能力。

Huizinga & van der Molen, 2007; Jurado & Rosselli, 2007）。例如：在威斯康辛卡片 分類作業（Wisconsin Card Sorting Task, WCST）中，受試者須彈性轉換卡片分類規 則，但前額葉受損之腦傷病患會不斷重複在先前的規則上而無法彈性轉換；此外，

在倫敦塔（Tower of London, ToL）作業中，受試者須依據規則移動各種球的位置，

並盡量用最少的移動數來達成預設的目標位置，但前額葉受損之腦傷病患相較於 正常人需使用更多的移動數來達成目標。此結果說明執行功能的運作需仰賴完好 的大腦前額葉之功能，前額葉受損的患者就算其後葉基本認知功能尚稱完好，還

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是可能出現執行功能障礙，顯示大腦前額葉對個體執行功能運作之重要（Benson，

1986）。

雖然學者們普遍認為執行功能包含了一組行為，然其行為之表現歷程主要受 單一認知功能運作亦或包含各種不同認知成份共同運作而得以產生，一直以來備 受爭議。近年來，許多研究使用各種不同執行功能作業（executive function task），

並將受試者的反應結果運用統計方法的潛在變項分析（latent variable analysis）進 行分析，結果發現不同執行功能作業結果可對應到不同認知成份，顯示執行功能 包含了許多不同的認知成份，包括：工作記憶、抑制反應、轉換、計劃及組織等 功能，這些不同的認知成份執行功能作業表現結果雖顯示彼此分離，但相關程度 高（Fisk & Sharp, 2004; Huizinga et al., 2006; Miyake et al., 2000）。此外，透過神經 腦造影研究也顯示，執行功能與大腦前額葉有關，且當個體在進行不同認知成份 之執行功能作業時，其反應可對應到前額葉之不同區塊（引自 Best & Miller, 2010;

Best et al., 2009; Huizinga et al., 2006; Huizinga & van der Molen, 2007; Jurado &

Rosselli, 2007）。這些研究結果支持了執行功能為一涵蓋多種認知成份之認知運作 歷程，且這些不同認知成份彼此相有所關聯，呈現出統一但多元（unity and diversity）

之樣貌，透過這些不同認知成份之共同運作，使個體能適時地展現出正確的行為 反應（Miyake et al., 2000）。

在許多使用潛在變項分析執行功能認知成份的研究中，Miyake 等人（2000）

使用六種執行功能作業及五種複雜神經心理作業，檢測 137 位大學生之作業表現，

並以潛在變項分析方法進行結果統計分析，結果顯示執行功能共包含了三種主要 的基本認知成份：抑制反應（inhibit response）、工作記憶（working memory）、轉 換（shifting）。其中抑制反應能力指的是一種能壓抑優勢、自動化及潛在反應的能 力；工作記憶指的是一種能短暫維持及操弄訊息的能力；轉換指的是在心向、規 則或任務執行上能來回轉換的能力。而後，部份學者針對 Miyake 等人的分析結果，

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使用不同的對象及不同的工具進行檢驗，其結果同樣顯示執行功能包含了此三種 基本認知成份（Fisk & Sharp, 2004; Huizinga et al., 2006）。此外，透過神經腦造影 研究結果亦同時發現，當個體在進行此三種執行功能認知成份作業時，其反應分 別可對應到前額葉之不同區塊，其中抑制反應作業對應到前額葉之眼眶皮質區

（orbitofrontal cortex）；工作記憶對應到前額葉之外側皮質區（lateral PFC）；轉換 能力對應到前額葉之內側皮質區（medial PFC）（引自 Best et al., 2009; Huizinga &

van der Molen, 2007; Jurado & Rosselli, 2007）。此結果說明並支持執行功能為一涵 蓋多種認知成份之認知運作歷程，且其主要包含三種基本認知成份－抑制反應、

工作記憶、轉換。

從上述研究結果可知，執行功能包含了一組自我導向與調節的行為，且此行 為之表現除了受大腦前額葉之影響外，更受執行功能各種不同認知成份之共同運 作而得以產生，而 Miyake 等人（2000）經由實驗分析結果，共分析出三種執行功 能基本認知成份－抑制反應、工作記憶、轉換。由於上述三種基本認知成份定義 清楚，並可以使用精確的方法測出，且有許多相關研究可供參考，所以過去已有 許多研究者針對不同對象之此三種執行功能認知成份進行研究（Davidson et al., 2006; Fisk & Sharp, 2004; Huizinga et al., 2006; Huizinga & van der Molen, 2007; Oh

& Lewis, 2008）。本研究欲參照過去研究，使用不同的執行功能作業內容，分別檢 驗此三種執行功能基本認知成份在國小學童此階段之發展情形。