孫煒奇　馮建新

［摘要］重復刻板行為作為孤獨癥譜系障礙的核心癥狀之一嚴重影響著孤獨癥兒童的日常生活、學習和社會交往。研究發(fā)現(xiàn)，執(zhí)行功能的核心子成分抑制控制能力、認知靈活性水平和工作記憶容量對重復刻板行為有顯著影響。在現(xiàn)階段，執(zhí)行功能對重復刻板行為影響的研究大多仍集中在抑制控制和認知靈活性兩方面，缺少工作記憶對重復刻板行為影響的研究，且執(zhí)行功能的研究范式也存在爭議。未來還需加強孤獨癥兒童工作記憶對重復刻板行為影響的研究。

［關鍵詞］孤獨癥；執(zhí)行功能；重復刻板行為；神經(jīng)機制；行為機制

［中圖分類號］B844.1

一、前言

孤獨癥譜系障礙（Autism Spectrum Disorder， 簡稱ASD）是一種神經(jīng)發(fā)育障礙，它的核心癥狀之一是重復刻板行為（Repetitive and Restrictive behaviors，簡稱RRBs）［1］。重復刻板行為是衡量孤獨癥嚴重程度的指標，同時也嚴重影響著孤獨癥兒童的日常生活、學習和社會交往［2-3］。孤獨癥兒童重復刻板行為形成的原因至今仍未有統(tǒng)一定論，在不同的研究領域也有不同的解釋。因此，梳理相關領域的研究對厘清重復刻板行為的內(nèi)在機制具有重要意義。從神經(jīng)心理學角度看，執(zhí)行功能被廣泛地認為與孤獨癥兒童的重復刻板行為相關［4］。以往的研究將孤獨癥兒童的重復刻板行為分為兩種類型，一種是“高階”的重復刻板行為，對應同一性的行為（Insistence on Sameness，簡稱IS）；另一種是“低階”的重復刻板行為，對應重復性的感覺和運動行為（Repetitive Sensory and Motor behaviors，簡稱RSM）［5-6］?！案唠A”行為包括同一性行為、儀式化行為、強迫行為和限制性的興趣，被認為是孤獨癥兒童獨有的一種行為。如，孤獨癥兒童要求將自己喜歡的物品保存在特定的地方，不許移動；嚴格按照作息時間表起床、上學、吃飯和睡覺；不停地講述自己喜歡的電影、電視的劇情等?！暗碗A”重復刻板行為包括刻板行為和自傷行為，這種行為除了自我刺激之外沒有其他目的。比如，持續(xù)性、重復性的拍手動作，不斷來回跑或者轉(zhuǎn)圈跑，反復上下樓梯等，都是“低階”重復刻板運動的體現(xiàn)［7-8］。

孤獨癥兒童的重復刻板行為與執(zhí)行功能（Executive Function，簡稱EF）缺陷密切相關［9］。執(zhí)行功能從廣義上來講是一種高級的認知功能，其作用是根據(jù)持續(xù)變換的環(huán)境，指導和控制行為以完成特定的目標［10］。執(zhí)行功能障礙在孤獨癥兒童中廣泛存在，且并不會隨著兒童的成長發(fā)育而消失［11］。

目前，雖然執(zhí)行功能的定義仍然具有爭議性，但大致上可以分成三個取向。一是神經(jīng)心理學取向，將執(zhí)行功能看作大腦額葉的功能。二是問題解決取向，將解決問題作為核心，將執(zhí)行功能定義為解決問題的一系列流程和階段。但無論是神經(jīng)心理學取向或者是問題解決取向都無法完全解釋孤獨癥兒童所產(chǎn)生的執(zhí)行功能障礙，也無法解釋因為執(zhí)行功能障礙所導致的核心障礙。因此產(chǎn)生了第三個取向，即高級認知能力理論。高級認知能力理論將執(zhí)行功能看作是一種認知模型［12］，是完成認知過程中所需要的各類子功能集合。不同的學者對執(zhí)行功能所包含的子功能有不同看法，但大多數(shù)學者認為執(zhí)行功能主要包含三個核心的子成分，分別為抑制控制（Inhibitory Control）、工作記憶（Working Memory）及認知靈活性（Cognitive Flexibility）［13］。孤獨癥兒童存在抑制控制能力不完整，視空畫板和言語環(huán)路接收信息能力差、認知靈活性差等缺陷［14-16］。

近年來，執(zhí)行功能和重復刻板行為關系的實證研究逐漸增加，但由于執(zhí)行功能的子功能較多且重復刻板行為也存在“低階”和“高階”的分類，導致研究的結(jié)果分布較為分散，缺少相關研究綜述。因此，本文通過對以往實證研究的總結(jié)，聚焦于孤獨癥兒童執(zhí)行功能缺陷與重復刻板行為，探討執(zhí)行功能子成分與孤獨癥兒童“高階”和“低階”重復刻板行為的關系，以期為拓展孤獨癥兒童臨床核心癥狀的認識提供幫助，并為孤獨癥兒童的干預提供新的思路。以“executive function”“inhibitory control”“working memory”“cognitive flexibility”為搜索詞一，“repetitive and restricted behaviors”作為搜索詞二，在web of science中搜索相關文獻并篩選合格文獻，最終獲得符合要求的文獻共43篇。其中涉及抑制控制的文獻16篇，涉及認知靈活性文獻共26篇，涉及工作記憶的文獻僅有1篇。

二、執(zhí)行功能與重復刻板行為的行為分析

（一）抑制控制與重復刻板行為

抑制控制的研究最早可以追溯到由于大腦前額葉皮層損傷所產(chǎn)生的一系列反應困難的研究［17］。早期的研究認為額葉的主要功能是抑制［18］。其次，有研究表明大腦前額葉皮層與錯誤糾正有關［19］，大腦前額葉皮層的損傷會表現(xiàn)為無法抑制重復性的錯誤行為或者動作［20］。因此，學者普遍認為抑制控制是一種能力，可以抑制不合適的反應，排除無關干擾，抑制重復錯誤，這對孤獨癥兒童在面對變化的環(huán)境時是否能夠表現(xiàn)出適應性的行為至關重要。抑制控制分為反應抑制（Response Inhibition）和干擾抑制（也稱“沖突抑制”，Interference Inhibition）兩個類型。反應抑制指抑制不恰當、不需要或者過度的反應。沖突抑制可以排除干擾信息的影響，提高處理有用信息的效率［21］。Geutrts認為，孤獨癥兒童無法抑制優(yōu)勢反應或者在抑制以前被強化過的反應時存在困難，說明孤獨癥兒童的反應抑制和干擾抑制都存在缺陷［22］。盡管不同的研究范式會導致孤獨癥兒童抑制控制能力與重復刻板行為的相關性研究得出不同結(jié)論，但Iverson與其同事最終確定了抑制控制與重復刻板行為的嚴重程度相關［23］。

孤獨癥兒童在反應抑制任務中的錯誤率較高，表明反應抑制存在缺陷。Mosconi在排除年齡和智商的影響之后，發(fā)現(xiàn)孤獨癥兒童在掃視反向任務（Visually Guided Saccade Task-Anti Task）中會出現(xiàn)更多錯誤，且這些兒童的孤獨癥診斷訪談檢查（Autism Diagnostic Interriew Rerised，簡稱ADI-R）和孤獨癥診斷觀察量表（Autism Diognostic Observation Schedule，簡稱ADOS）評分也較高，在統(tǒng)計學上孤獨癥兒童的反應抑制缺陷與“高階”重復刻板行為顯著相關。從神經(jīng)心理學的角度解讀二者的關系，可以得出孤獨癥兒童重復刻板行為產(chǎn)生的原因主要是神經(jīng)認知障礙。神經(jīng)認知障礙會影響到個體對行為控制的主動性，會導致抑制能力下降，從而使孤獨癥兒童無法主動抑制某些不恰當、不合適的行為，因此導致“高階”重復刻板行為的發(fā)生［24］。

在此基礎上，有學者對反應抑制與“高階“重復刻板行為的關系做了進一步研究，發(fā)現(xiàn)孤獨癥兒童反應抑制的缺陷主要是由于主動控制過程的中斷。主動控制是反應抑制下位概念中的一個，是反應抑制中的一個過程。它的作用是在面對不確定的情況時，為隨時停止反應作準備以及根據(jù)外部變化停止反應。孤獨癥兒童的優(yōu)勢反應時間較普通兒童短，這說明孤獨癥兒童面對刺激更加傾向于做出優(yōu)勢反應，主動控制過程也會縮短，即主動控制過程被中斷，使抑制優(yōu)勢反應出現(xiàn)困難。當孤獨癥兒童面對行為應當被抑制的情況時，由于無法提前準備停止，就會繼續(xù)表現(xiàn)出重復性的動作。表現(xiàn)為孤獨癥兒童無法終止或者延遲相應背景下的強迫性和儀式性的行為［25］。例如，孤獨癥兒童會嚴格遵守日程表，即使某天的行程發(fā)生變化，他依然會按照日程表行動。無法主動延遲優(yōu)勢反應是孤獨癥兒童產(chǎn)生抑制控制缺陷的主要原因［26］。

在反應抑制與“低階”的重復刻板行為方面，Mostert等人認為，孤獨癥兒童的反應抑制能力存在缺陷，并且與其低階的重復刻板行為顯著相關。在面對同樣的任務時，孤獨癥兒童的反應時間相對控制組更長，說明孤獨癥兒童需要更多的時間來抑制不相關的、錯誤的或者不必要的反應［27］。例如，孤獨癥兒童出現(xiàn)的持續(xù)性的、重復性的拍手動作或者是反復自我重復語言等，都是在特定情況下無關的、不必要的表現(xiàn)，也是“低階”重復刻板運動的一種表現(xiàn)形式。

在干擾抑制與重復刻板行為方面，F(xiàn)aja使用改良的Stroop Test對學齡期兒童的干擾抑制能力進行研究，將“一致”任務和“非一致”任務之間分數(shù)的差異作為指標，二者之間的分數(shù)差值顯示孤獨癥兒童的干擾抑制能力差，與孤獨癥兒童的“高階”重復刻板行為相關。同時，研究也表明，主動抑制能力的降低與孤獨癥兒童的“低階”重復刻板行為相關。兒童在面對干擾信息時，需要排除干擾，也就需要主動減慢應答速度。但研究中被試的主動抑制能力下降，應答速度并沒有減慢，干擾信息無法排除，會呈現(xiàn)“低階”的重復刻板行為［28］。

（二）認知靈活性與重復刻板行為

認知靈活性是一種可以根據(jù)情境變化而主動調(diào)整自身行為和反應以適應新目標或者新刺激的能力［29-30］。它使個體能夠適應多變的需求，根據(jù)實際要求考慮問題、做出選擇，并及時修正行為［31］。孤獨癥兒童的認知靈活性存在缺陷，面對新刺激，他們更傾向于使用已經(jīng)學習的規(guī)則且難以適應新的規(guī)則，這與重復刻板行為高度相關［32］。

認知靈活性可以分為轉(zhuǎn)換和保持兩個部分［33］。一方面，有研究認為，孤獨癥兒童無法完成任務轉(zhuǎn)換的過程。 Yerys等人發(fā)現(xiàn)，孤獨癥兒童在認知靈活性維度轉(zhuǎn)換任務中出現(xiàn)的錯誤數(shù)量較普通兒童更多，說明轉(zhuǎn)換存在缺陷，且與孤獨癥兒童的“高階”重復刻板行為顯著相關。孤獨癥兒童無法在規(guī)則變更之后再一次更改內(nèi)部規(guī)則時做出正確選擇，這說明孤獨癥兒童無法理解過多的變化。相對于正常兒童來說，孤獨癥兒童需要額外的反饋才可以完成模型的轉(zhuǎn)換［34］，這種缺陷也解釋了孤獨癥兒童的同一性行為。

另一方面，Dcruz指出，孤獨癥兒童不存在轉(zhuǎn)換的困難，但是在轉(zhuǎn)換過后無法保持新反應。孤獨癥兒童會出現(xiàn)更多的“退行性”錯誤，即在已經(jīng)做出正確的全新反應之后，孤獨癥兒童也可能錯誤地回到原來的反應，說明孤獨癥兒童在已有固定流程上存在建立和保持新流程的困難，是限制性興趣、重復刻板行為和語言以及儀式性行為等行為的原因［35］。Miller等人在Dcruz的研究基礎上，進一步確定了孤獨癥兒童的認知靈活性缺陷體現(xiàn)在無法保持轉(zhuǎn)換后的新反應而不是無法完成轉(zhuǎn)換過程。在他的研究中，孤獨癥兒童出現(xiàn)了更多的“退行性”錯誤，說明孤獨癥兒童難以維持新的認知模型并傾向于使用以前的認知模型來做出反應。這種缺陷與“高階”重復刻板行為中對同一性行為的堅持高度相關。在日常生活中，孤獨癥兒童會堅持使用同一顏色或者同一形狀的生活用具，他們實際上可以接受改變，但由于無法維持住變化，最終依然會選擇相同顏色的用具，表現(xiàn)出同一性行為［36］。

在認知靈活性與“低階”重復刻板運動方面，孤獨癥兒童的刻板運動（如拍手、彈手指和不斷晃動等）與其認知靈活性缺陷相關。Lenonda使用威斯康星卡片分類任務對孤獨癥兒童進行測試，并發(fā)現(xiàn)認知靈活性的缺陷與刻板運動發(fā)生的頻率和持續(xù)的時長相關。孤獨癥兒童的認知靈活性越差，刻板運動發(fā)生的頻率越高，持續(xù)的時間也越長［37］。

（三）工作記憶與重復刻板行為

工作記憶是指提供短期儲存和調(diào)用必要信息的大腦系統(tǒng)功能，在完成復雜的認知任務如語言理解、學習、推理等時，能起到極其重要的作用。Baddeley將工作記憶分為三個子成分：語言環(huán)路（Phonological Loop），即言語工作記憶，負責儲存和處理聲音信息；視覺空間畫板（Visuo-Spatial Sketch Pad），即視覺-空間工作記憶，負責控制視覺信息的短期存儲和控制；中央執(zhí)行系統(tǒng)（Central Executive），即注意力控制系統(tǒng)，用于協(xié)調(diào)來自言語和視覺的信息，也是工作記憶的核心部分。之后Baddeley又將情節(jié)緩沖區(qū)（Episodic Buffer）加入工作記憶模型中，其用于暫時儲存來自語言環(huán)路和視覺空間畫板的信息，并連接長期記憶［38］。儲存和處理信息雖然是工作記憶功能的重要部分，但其主要功能應該是資源協(xié)調(diào)，即對于來自言語和視覺的信息進行整合、控制、調(diào)用，最終做出正確且有效的反饋［39］。研究證明，孤獨癥兒童的視覺空間工作記憶方面存在認知負荷效應、記憶容量不足等缺陷［40-41］。這些缺陷與孤獨癥兒童青少年的重復刻板行為相關［42-43］。

工作記憶與重復刻板行為的研究源于學者們對認知靈活性研究范式的質(zhì)疑。在涉及認知靈活性和刻板行為的研究中，研究者采取的研究范式，例如威斯康星卡片分類、概率轉(zhuǎn)換任務等都有工作記憶的參與［44］。因此，有一種假設認為，孤獨癥兒童的認知靈活性本身不存在缺陷，而孤獨癥兒童在認知靈活性測試任務中表現(xiàn)較差是因為他們的工作記憶容量不足［45］。Wolff在此基礎上推論孤獨癥兒童重復刻板行為出現(xiàn)的根本原因是其工作記憶的儲存有缺陷。為了驗證這種假設，Wolff及其同事采用了有工作記憶參與的和無工作記憶參與的兩種轉(zhuǎn)換任務，并將轉(zhuǎn)換任務分為轉(zhuǎn)換和重復兩種類型。研究者對被試在兩種條件下的任務準確率進行統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)孤獨癥兒童在無工作記憶參與的重復任務中的正確率高于有工作記憶參與的任務。這說明在有工作記憶參與的情況下，工作記憶的容量不足會增加重復的應答行為。對于孤獨癥兒童而言，提升工作記憶的容量可以減少重復刻板行為的發(fā)生［46］。

除此之外，Wolff認為，工作記憶的容量與重復行為本身是相沖突的，這是導致孤獨癥兒童重復刻板行為的主要原因［47］。當工作記憶容量不足時，面對新的視覺空間信息和語言信息的輸入，中央執(zhí)行系統(tǒng)優(yōu)先滿足一方面的需要。這就會出現(xiàn)兩種情況，個體無法注意到有效信息或個體無法提取信息。個體無法注意到有效信息也就無法針對有效信息做出反應，也就會維持原有的反應，呈現(xiàn)出重復刻板行為。個體無法提取信息意味著個體可以接收到有效信息，但因工作記憶的容量不足，無法做出正確的反應，也會仍然維持原有反應，最終也會呈現(xiàn)出重復刻板行為。

抑制控制、認知靈活性和工作記憶雖然是執(zhí)行功能中三個獨立的子功能，但它們的內(nèi)在聯(lián)系不可忽略。首先，工作記憶在儲存和調(diào)用信息時，采用選擇性注意的策略。例如，在N-back任務中，由于工作記憶容量的有限性［48］，被試必須刷新工作記憶中暫時儲存的信息，抑制無關信息的干擾，才可以完成任務。如果抑制控制能力存在缺陷，工作記憶無法接收到有效信息，在行為上就會表現(xiàn)為錯誤或者不合適的反應。另一方面，由于工作記憶的認知負荷效應，孤獨癥兒童可能無法接收或者儲存新信息并靈活完成轉(zhuǎn)換，從而產(chǎn)生認知靈活性的缺陷。同時，認知靈活性對工作記憶也會產(chǎn)生影響。工作記憶中的核心中央控制器有刷新、轉(zhuǎn)換和抑制三大功能。當孤獨癥兒童的轉(zhuǎn)換或者維持轉(zhuǎn)換的功能出現(xiàn)故障，相對應的中央控制器也就無法完成刷新和轉(zhuǎn)換的功能。某種意義上，工作記憶的缺陷來自于認知靈活性的缺陷。

三、執(zhí)行功能與重復刻板行為的神經(jīng)機制

執(zhí)行功能的異常是孤獨癥兒童診斷的臨床標志，這樣的異常往往代表著前額葉和頂葉及下葉的功能整合不佳［49-50］。抑制控制主要由前額葉以及基底神經(jīng)節(jié)所支持，包括右下額皮層、前補充運動區(qū)、球狀丘腦內(nèi)段和丘腦下核。前額葉區(qū)是執(zhí)行功能的核心區(qū)域［51］。在反應抑制中，孤獨癥兒童無法主動減緩反應可能與丘腦下核對右下額皮層的失調(diào)有關［52］。主動控制過程涉及丘腦下核團，通過對下額皮層的調(diào)節(jié)，抑制基底神經(jīng)的輸出，從而推遲反應的開始。而前額區(qū)的異常破壞了孤獨癥人士的抑制能力，從而導致無法推遲反應［53］。在對認知靈活性的研究中，已證明紋狀體回路與認知靈活性相關，而紋狀體是大腦基底神經(jīng)節(jié)之一。紋狀體中的尾狀核結(jié)構(gòu)的異常與被試在威斯康星卡片分類任務中的持續(xù)性錯誤相關［54］。除此之外，額葉皮層和內(nèi)側(cè)紋狀體中的GABA和5-羥色胺藥物效應通過選擇性地減少小鼠的退行性錯誤來促進集合轉(zhuǎn)移和逆轉(zhuǎn)學習［55］。在對工作記憶的研究中，額葉-頂葉工作記憶網(wǎng)絡包括前額葉皮層、運動皮質(zhì)區(qū)、背側(cè)扣帶回、后頂葉皮層等大腦皮質(zhì)區(qū)，是視覺-空間工作記憶的神經(jīng)基礎［56］。綜上所述，抑制控制、認知靈活性和工作記憶共同涉及大腦的前額葉區(qū)，前額葉區(qū)也是執(zhí)行功能發(fā)揮作用的核心區(qū)域，可以說執(zhí)行功能的三個子成分在神經(jīng)機制上有著內(nèi)部聯(lián)系。

重復刻板行為的發(fā)生的神經(jīng)機制是紋狀體網(wǎng)絡的功能混亂。進一步究其紊亂原因，可能是5-羥色胺的減少所導致的。在臨床觀察中，情緒或者特定刺激是可以引發(fā)重復刻板行為的。5-羥色胺作為情緒的調(diào)節(jié)器，如果在紋狀體回路中合成減少，重復刻板行為會相應地增加［57］。同時，使用5-羥色胺可以減少小鼠的退行性錯誤，促進轉(zhuǎn)換和反應保持［58］。孤獨癥兒童的額葉和基底神經(jīng)節(jié)的結(jié)構(gòu)也存在異常，并與重復刻板行為的嚴重程度相關［59］。孤獨癥兒童基底神經(jīng)節(jié)中殼核體積的減少，與高階和低階的重復刻板行為均呈正相關［60］。

四、小結(jié)與展望

（一）研究小結(jié)

綜上所述，本研究對孤獨癥兒童執(zhí)行功能和重復刻板行為的相關性進行了綜述。從行為層面看，執(zhí)行功能的三個核心子成分抑制控制能力、認知靈活性水平和工作記憶容量與孤獨癥兒童重復刻板行為相關；從神經(jīng)機制層面看，執(zhí)行功能的大腦區(qū)域與產(chǎn)生重復刻板行為的異常神經(jīng)結(jié)構(gòu)是相重合的。這些發(fā)現(xiàn)支持了執(zhí)行功能障礙說，從理論上豐富了孤獨癥兒童重復刻板行為的解釋，為孤獨癥兒童重復刻板行為的干預提供了新的思路。

（二）研究展望

當前，孤獨癥兒童執(zhí)行功能和重復刻板行為相關性研究雖取得了一定成果，但仍有待進一步深入研究。未來在孤獨癥兒童執(zhí)行功能和重復刻板行為相關性領域上可以進行以下幾個方面的改進。

1.研究方法的分離與改進

Cissne在其研究中提出，孤獨癥兒童的重復刻板行為的嚴重程度與同時發(fā)生的抑制控制和認知靈活性相關，但沒有證據(jù)表明孤獨癥兒童的重復刻板行為只與抑制控制或只與認知靈活性相關［61］。出現(xiàn)這樣的結(jié)果可能是由于現(xiàn)階段對執(zhí)行功能子功能與重復刻板行為關系的研究中，研究者采用的研究范式往往存在各子功能的重疊。比如，經(jīng)典的認知靈活性研究任務——威斯康星卡片分類，除了要求認知靈活性參與之外，也要求工作記憶參與和抑制控制能力的參與［62-63］。如果采取威斯康星卡片任務對被試的認知靈活性進行研究，那結(jié)果可能會因為受到被試抑制控制能力和工作記憶的影響而產(chǎn)生偏差或者無法得出獨立的子功能與重復刻板行為的關系。因此，在未來的研究中，學者應當立足于分離機制，盡量排除各個子功能之間的相互影響，去驗證獨立的執(zhí)行功能子成分是否與孤獨癥兒童的重復刻板行為相關。

2.研究內(nèi)容的發(fā)展和補充

首先，在抑制控制與重復刻板行為的研究上，干擾抑制與重復刻板行為的研究較少，并且實驗所測量的指標的有效性也有待檢驗和確認。其次，工作記憶與重復刻板行為的相關性研究較少且不夠細致。未來的研究工作應當從工作記憶的組成部分入手，探究各部分與“低階”和“高階”重復刻板行為的關系。再次，尚未有研究討論工作記憶與“高階”和“低階”重復刻板行為的關系，未來應加強這一方面的研究。最后，現(xiàn)階段對“低階”重復刻板行為的研究多集中于刻板行為方面，迄今為止還沒有發(fā)現(xiàn)執(zhí)行功能與自傷行為相關性的研究，未來的研究者應當嘗試填補這部分的空白。

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A Review of Researches on Executive Function

and Repetitive and Restrictedl Behavior in Children With AutismSUN WeiqiFENG Jianxin

（School of Education， Shaanxi Normal UniversityXian710062）Abstract：Repetitive and restricted behaviors， one of the core symptoms， severely affect the socialization， learning， and life of children with autism. The fundamental subcomponents of executive function， including inhibitory control， cognitive flexibility， and working memory， have been found to have significant effects on repetitive and restricted behaviors. At current stage， most of the researches relating to the impact of executive function on repetitive and restricted behaviors still focus on inhibitory control and cognitive flexibility， and there is a lack of research on the issue of working memory on repetitive stereotyped behaviors， and the research paradigm of executive function is controversial. Future researches on the correlation between working memory and repetitive and restricted? behaviors in children with autism needs to be strengthened.

Key words：autism spectrum disorder; executive function; repetitive stereotypical behavior; neurological mechanisms; behavioral mechanisms

（特約編校慕雯雯）