心理科学进展

心理科学进展 2004，12（5）：723~728
Advances in Psychological Science
从心理理论的脑机制研究看
心理理论与执行功能的关系
徐芬张文静王卫星
（北京师范大学心理学院认知神经科学与学习研究所，北京 100875）
摘要心理理论发展与执行功能的关系以及心理理论脑机制的研究是近年来心理理论研究中的一个热点。

文章首先对心理理论与执行功能关系的研究现状进行了分析与概括，提出了目前研究中的问题；然后从介绍了心理理论脑机制研究现状，并以此为基础探讨了心理理论与执行功能的关系。

.
关键词心理理论，执行功能，脑机制。

关键词B844
1 引言
心理理论（Theory of Mind）是Premack和Woodruff在1978年研究黑猩猩的认知能力时首先提出来的一个概念，指的是了解自己和他人的愿望、信念、意图等心理状态并据此推断他人行为的能力[1]。

拥有心理理论能够使个体预测认知和情感状态、操作与控制日常的社会环境，有助于我们与他人合作、竞争、开展良好的人际交往，为人的生活与发展所必需。

因此许多研究者在此框架里进行了大量的研究，主要集中在正常儿童和特殊儿童心理理论的获得过程及其相关的影响因素[2~7]。

在研究过程中，研究者普遍采用错误信念(false-belief)范式，而其中两种经典的范式为意外转移（unexpected transfer）和意外内容（unexpected content）[8]。

Perner和Wimmer在1983年曾用意外转移任务测量儿童错误信念的发展过程，结果发现3岁儿童还不具备“心理理论”，而从4岁开始儿童能够理解现实和信念是分离的，心理可以错误地表征现实，自己的信念可以与他人的不一致等[9]。

后来研究者用意外内容任务和表观-现实(appearance-reality)等任务的大多数研究也发现了相似的结果[10~12]。

然而如何解释发生在3岁与4岁儿童之间的这种变化呢？或者说是什么因素导致了3岁与4岁儿童之间在心理理论上的这种差异？
一些研究者认为可能是研究任务本身的问题造成了这种结果[2,12]，而另一些研究者则认为年幼儿童在表征或概念上的缺陷导致了在心理理论任务上的失败[2,6]。

针对这些问题与假设，后来的研究者通过改变研究范式等方式进行了许多验证性的研究[3,4]，结果有证实的，也有否定的，至今仍没有达到一致的结论[13]。

收稿日期：2004-08-30
通讯作者：徐芬，E-mail: fenxu@
-724- 心理科学进展 2004年
近年来，许多研究者提出了另一种假设，3、4岁儿童在执行功能发展上的差异是导致了他们完成心理理论任务上年龄差异的重要原因[13,14]。

因为儿童要正确完成与心理理论有关的任务，必须抑制一些优势的现实（物体客观存在的位置）或想法[14]。

年幼儿童不能完成心理理论上的任务也许是执行功能上的局限引起[13,14]。

2心理理论与执行功能关系的行为研究现状
Russell等人和Hughes等人在对自闭症儿童和学前儿童的自我控制能力及策略欺骗等心理理论的研究中，首先发现了理解错误信念的能力随执行功能的提高而出现[15,16]。

后来的研究者运用不同的心理理论任务（包括错误信念、现象——现实、欺骗等）和不同的执行功能任务（错误指示、转换到新的维度、压抑模仿的倾向等）进行相关研究都证实了此两种能力发展之间的相互关系[6,19,20]。

至于这种相互关系的性质，大多数研究者认为执行功能的发展是心理理论获得与发展的前提。

他们的证据主要来自研究范式的改变，即减少心理理论任务中执行功能方面的额外负荷。

如果儿童在完成错误信念任务时受执行功能的影响，那么降低执行功能对完成错误信念任务的影响，就可以提高儿童完成任务的正确率。

任务范式的改变主要集中在三个方面：（1）减少真实存在物的突出性；（2）运用一种解释性的任务；（3）提高心理内容的突出性。

元分析发现，这样的任务改进使儿童的表现有所提高[4]。

但由于这种提高并没有超过机会水平，也没有改变错误信念任务的发展曲线，加上另一些研究者的研究[17,18]并没有得出相似的结果，因此执行功能的发展为心理理论获得的前提观点受到许多研究者的质疑[3,6,18]。

造成上述研究结果之间冲突的根本原因在于研究方法上的不一致性。

修改研究任务范式的研究主要想探讨执行功能是否是心理理论获得与否的原因，但由于各个研究各个研究所采用的心理理论任务或与执行功能有关的任务异质性很大，因此得出了不同的结果。

从目前行为研究的现状看，心理理论与执行功能的关系问题仍没有得到解决。

目前研究中发现的高相关，可能存在以下几种关系：心理理论依赖执行功能；执行功能依赖心理理论；执行功能和心理理论都受一个共同内含的条件推理的影响[2]。

针对这些可能的关系，一部分研究者企图通过另一个途径——脑机制研究来探讨心理理论的神经基础及其与执行功能的关系问题。

3 从心理理论的脑机制看心理理论与执行功能的关系
心理理论的脑机制研究主要来自两个方面，一是对脑功能损伤者研究，二是涉及正常人的与心理理论相关的脑区位置研究。

研究者通过确定心理理论的脑区位置以及执行功能的脑区位置来考察心理理论与执行功能的关系问题。

3.1心理理论的脑机制研究
研究者通过比较“心理状态”与非心理状态的实验任务发现了大脑前额叶与心理理论的关系。

Baron-Cohen在1994开始探讨心理理论的神经基础。

他们所用心理理论加工的任务是从一组词中挑选表示心理状态的词。

他们研究的对象是自闭症儿童和在年龄和智力水平上
第12卷第5期从心理理论的脑机制研究看心理理论与执行功能的关系-725-
与此相匹配的心理障碍儿童。

结果发现，在识别心理状态词上，自闭症儿童比心理障碍儿童要显著的差。

然后，Baron-Cohen用单光子发射断层扫描（SPECT）技术研究发现[21]，与“行为”词或身体部位词（如手、运动等）相比，在听到“心理”词汇（如know, want, remember）时被试右眶额叶（Right orbitofrontal cortex, Brodmann areas 10-14）的皮层血流量有显著增加。

Fletcher（1995）尝试通过故事理解要求被试考虑主人公的想法和情感，以此来定位复杂心理理论的脑区，结果发现左额叶也和心理理论有关。

通过PET发现相对于那些不需要考虑故事主人公心理状态的故事而言，阅读含心理状态故事时，左中额叶皮层（Brodmann 8区和9区）有显著激活[22]。

从脑损伤患者的角度，Stone等人（1998）针对双侧眶额叶损伤的成人患者进行了一系列心理理论的测试，包括从最简单的一级错误信念任务，二级错误信念任务到Faux pas任务（到11岁时大部分儿童才能通过）。

结果发现眶额皮层受损的病人可以通过简单的心理理论任务，但在处理像失言这样的社会情景（即Faux pas任务）时存在困难[23]。

另外，他们还发现左脑背外侧额叶皮层 (dorsolateral prefrontal cortex) 受损伤的病人比眶额皮层损伤病人在完成mini心理状态测验(Mini Mental State Exam)时做得更差。

最近，Rowe等人（2001）发现，额叶受伤的病人在完成“心理”任务(mentalizing tasks)时有困难；Stuss 等人（2001）也有类似的发现，特别是那些额叶中部损伤（medial frontal lesions）的病人（尤其是右侧）在需要识别心理状态的经典任务中不能觉察到故事中主人公的欺骗。

除大脑前额叶外，研究者也发现了与心理理论有关的脑的其他部位。

Gallagher等人在额叶和心理理论方面进行了系统的研究[24~26]。

首先，他们用言语任务（故事理解）和视觉任务（卡通画任务）来考察心理理论的脑机制。

通过fMRI发现，与不含心理成份的任务相比，完成有心理理论成份的任务，各自多激活的脑区在前额叶的中部有重合。

在此基础上，他们通过游戏的方式探讨了心理条件（mentalizing condition，即告诉被试他们在和主试玩）与对照条件（comparison condition，即告诉被试他们在和一个设计好规则策略的计算机程序玩）之间脑激活状况。

通过PET发现在心理条件下，多出1个区域（双侧旁扣带回皮层前部）的显著激活。

由此，Gallagher等归纳了自己和他人的研究，发现除了额叶外，有3个区域的激活稳定地和心理理论相联系，这3个区域为[26]：旁扣带回皮层前部（anterior paracingulate cortex），颞上沟（superior temporal sulci）和双侧颞极（temporal poles bilaterally）。

从上述研究看，脑机制研究的对象主要是成人，而研究的内容则更多地涉及到对心理状态（特别是需要、情感）等的理解上，较少采用儿童行为研究中所用的错误信念任务（因为这些任务对于成人来说太简单了）。

尽管对心理状态的理解与错误信念任务一样都属于“心理理论”的范畴，但显然这两种任务处于不同的层面，因此这些研究结果不可排除不同的心理理论成份有各自独立的神经基础脑结构。

最近，Sabbagh和Taylor（2000）在儿童完成经典错误信念任务时，用ERP技术对其脑部活动进行了研究。

结果发现，成人在加工错误信念任务时，相对于非心理表征（照片），左额叶的电位有显著提高而左顶叶的电位却有显著降低，而右半球没有什么显著差异[27]。

-726- 心理科学进展 2004年
由于研究者之间所采用的任务内容不同，因此得出了不太一致的结果。

但这些研究中都发现了额叶与心理理论有关，由于执行功能也是受前额叶控制的，所以研究者认为心理理论与执行功能处于共同的脑区域[32]。

3.2从脑机制研究看心理理论和执行功能的关系
基于行为研究中心理理论与执行功能关系的结果，研究者认为，如果心理理论的发展确实与执行功能的发展有关，那么在解决与心理理论有关的问题时，其神经机制必然涉及到大脑中与执行功能有关的区域。

但由于目前对于执行功能位于大脑的哪些具体区域还没有明确的定位，只是确定了一些较大的区域，因此研究者只能从心理理论与执行功能是否处于共同的大脑区域来间接探讨两者间的关系。

从目前的研究结果看，涉及心理理论能力的脑区包括眶额皮层、背外侧额叶皮层、额叶中部皮层及其他一些部位。

而与执行功能有关的主要是前两个区域。

在执行功能的脑机制研究中，研究者发现“热”（hot）执行功能与眶额皮层有关，而“冷”（cool）执行功能与背外侧额叶皮层有关[33]。

另一些证据来自于脑伤病人的研究，主要体现在脑伤病人缺乏执行功能同时也在心理理论上有缺陷。

Bach（1998）考察了一个前额叶切除的老年妇女的心理理论和执行功能，结果这位妇女在高级心理理论和执行功能上有损伤，但却可以通过一级心理理论和识别表示心理状态的术语[28]。

而Channon和Crawford（2000）则比较了前部脑区（额叶）损伤和后部脑区损伤对心理理论和执行功能的影响，研究中采用故事理解任务测量心理理论,用词汇流畅性、画线、反应发起和反应抑制、瑞文推理等任务来测量执行功能。

结果发现，左前部脑区受损的病人其心理理论水平显著低于右前部脑区和后部脑区受损的病人，当然也低于正常人，而且左前部脑区受损的病人在不需文字理解的执行功能也受损[29]。

然而，并不是所有的研究都发现脑伤病人的心理理论受损，同时他的执行功能也受损。

Rowe等人（2001）曾通过对额叶损伤病人的研究来探讨心理理论和执行功能的关系，但他所用的不是视觉呈现的故事理解，而是听觉呈现的。

结果发现无论是左额叶损伤还是右额叶损伤病人，心理理论和执行功能都受损。

然而进一步的协方差分析发现，心理理论的损伤是独立于执行功能损伤的[30]。

Fine（2001）也同样发现了心理理论不依赖于执行功能的现象[31]。

Fine对一个左杏仁核受损的病人做了一些测试，想知道杏仁核是否会影响心理理论。

在被试完成一系列的心理理论和执行功能任务后，研究者发现此左杏仁核受损的病人心理理论相对于控制组严重受损，但他的执行功能正常且有的还高于平均水平。

因此，心理理论的损伤不能用执行功能的损伤来解释，从而说明心理理论是独立于执行功能的。

4 小结
从目前的研究现状看，由于研究者在研究中采用了不同的心理理论任务（如词汇对故事、心理状态的理解对错误信念任务等），不同的研究对象（如正常成人与脑伤病人），不同的研究技术与方法，加上心理理论问题本身的复杂性，心理理论的脑区定位目前还没有明确的结论。

目前还不能简单的给心理理论定一个具体的脑区位置，但是心理理论很可能是受一个联
第12卷第5期从心理理论的脑机制研究看心理理论与执行功能的关系-727-
系广泛的环路来调节的，其中前额叶中部和眶额皮层似乎是主要成份。

杏仁核也可能是心理理论发展的一个重要组成部分。

至于心理理论与执行功能的关系，目前脑机制的研究也不能很清晰地加以揭示，只能够说涉及到心理理论与执行功能的大脑某些区域是共同的，但由于这些区域比较大，加上研究结果上的不一致，因此目前仍然不能确定两者之间的实质性关系。

两者关系的确定需要对心理理论脑机制的深入研究为基础。

例如，研究者必须清楚地知道在心理理论的获得中大脑的哪些区域起着基本的作用？或者说额叶特别是眶额皮层在心理理论获得中是否是必需的？由此以儿童为对象的研究将是解决心理理论脑机制及其与执行功能的关系问题的很好前景。

参考文献
[1] Premack D, Woodruff G. Does the chimpanzee have a theory of mind? The Behavior and Brain Sciences, 1978, 4(4): 515~526
[2] Perner J, Lang B. Development of theory of mind and executive control. Trends in Cognitive Sciences, 1999, 3(9): 337~344
[3] Perner J, Lang B, Kloo D. Theory of mind and self-control: More than a common problem of inhibition. Child Development, 2002,
73(3): 752~767
[4] Wellman H, Cross D, Watson J. Meta-analysis of theory-of-mind development: The truth about false belief. Child development,
2001, 72(3): 655~684
[5] Leslie A, Polizzi P. Inhititory processing in the false belief task: Two conjectures. Developmental Science, 1998, 1(2): 247~253
[6] Carlson S, Moses L. Individual differences in inhibitory control and children’s theory of mind. Child Development, 2001, 72(4):
1032~1053
[7] Baron-Cohen S, Leslie A M, Frith U. Mechanical, behavioural and intentional understanding of picture stories in autistic children.
British Journal of Developmental Psychology, 1986, 4(1): 113~125
[8] 王茜，苏彦捷，刘立惠. 心理理论——一个广阔而充满挑战的研究领域. 北京大学学报（自然科学版），2000，36（5）：732~738
[9] Wimmer H, Perner J. Beliefs about beliefs: Representations and constraining function of wrong beliefs in young children’s
understanding of deception. Cognition, 1983, 13(1): 103~128
[10] Wellman H M, Woolley J D. From simple desires to ordinary beliefs: the early development of everyday psychology. Cognition,
1990, 35(2): 245~275
[11] Perner J, Leekam S, Wimmer H. Three-year-old’s difficulty with false beliefs: the case for a conceptual deficit. British Journal of
Developmental Psychology, 1987, 5(1): 125~137
[12] Jenkins J M, Astington J. Cognitive factors and family structure associated with theory of mind development in young children.
Developmental Psychology, 1996, 32(1): 70~78
[13] Moses L. Executive accounts of theory-of-mind development, Child Development, 2001, 72(3): 688~690
[14] Carlson S M, Moses L J, Hix H R. The role of inhibitory processes in young children’s difficulties with deception and false belief.
Child Development, 1998, 69(3): 672~691
[15] Russell J, Mauthner N, Sharpe S, Tidswell T. The “windows task” as a measure of strategic deception in preschoolers and autistic
subjects. British Journal of Developmental Psychology, 1991, 9(2): 331~349
[16] Hughes C, Russell J. Autistic children’s difficulty with mental disengagement from an object: its implications for theories of autism.
Developmental Psychology, 1993, 29(2): 498~510
[17] Riggs K J, Robinson E J. Children’s Memory for Based on a False Belief. Journal of experimental child psychology, 1995, 60(2):
229~244
[18] Wimmer H, Mayringer H. False belief understanding in young children: explanations do not develop before predictions.
International Journal of Behavioral Development, 1998, 22(2): 403~422
-728- 心理科学进展 2004年
[19] Frye D, Zelazo P D, Palfai T. Theory of mind and rule-based reasoning. Cognitive Development, 1995, 10(3): 483~527
[20] Gordon A, Olson D. The relation between acquisition of a theory of mind and the capacity to hold in mind. Journal of Experimental
Child Psychology, 1998, 68(1): 70~83
[21] Baron-Cohen S, Ring H, Moriarty J, Schmitz B, Costa D, Ell P. Recognition of mental state terms: clinical findings in children with
autism and a functional neuroimaing study of normal adults. British Journal of Psychiatry, 1994, 165(5): 640~649
[22] Fletcher P, Happe F, Frith U, Baker S, Dolan R, Frackowiak R, Frith C. Other minds in the brain: a functional imaging study of
“theory of mind” in story comprehension. Cognition, 1995, 57(1): 109~128
[23] Stone V, Baron-Chen S, Knight R. Frontal lobe contributions to theory of mind. Journal of Cognitive Neuroscience, 1998, 10(5):
640~656
[24] Gallagher H, Happe F, Brunswick N, Fletcher P, Frith U, Frith C. Reading the mind in cartoons and stories: an fMRI study of
‘theory of mind’ in verbal and nonverbal tasks. Neuropsychologia, 2000, 38(1): 11~21
[25] Gallagher H L, Jack A I, Roepstorff A, Frith C D. Imaging the intentional stance in a Competitive Game. Neuroimage, 2002, 16(4):
814~821
[26] Gallagher H L, Frith C D. Functional imaging of ‘theory of mind’. Trends in Cognitive science, 2003, 7(2): 77~83
[27] Sabbagh M A, Taylor M. Neural correlates of theory-of-mind reasoning: an event-related potential study. Psychological Sciences,
2000, 11(1): 46~50
[28] Bach L, Davies S, Colvin C, Wijeratne C, Happe F, Howard R. A neuropsychological investigation of theory of mind in an elderly
lady with frontal leucotomy. Cognitive Neuropsychiatry, 1998, 3(2): 139~159
[29] Channon S, Crawford S. The effects of anterior lesions on performance on a story comprehension test: left anterior impairment on a
theory of mind-type task. Neuropsychologia, 2000, 38(4): 1006~1017
[30] Rowe A, Bullock P, Polkey C, Morris R. ‘Theory of mind’ impairments and their relationship to executive functioning following
frontal lobe excisions. Brain, 2001, 124(3): 600~616
[31] Fine C, Lumsden J, Blair R. Dissociation between ‘theory of mind’ and executive functions in a patient with early left amygdala
damage. Brain, 2001, 124(2): 287~298
[32] Perner J, Lang B. Theory of mind and executive function: is there a developmental relationship? In: Bar-Cohen et al ed..
Understanding other Minds---Perspectives from Developmental Cognitive Neuroscience. Oxford University Press, 2000. 150~181 [33] Zelazo, Müller, Frye, et al. The development of executive function in early childhood. Monographs of the Society for Research in
Child Development, 2003, 68 (3): 93~136
[34] Stuss D T et al. The frontal lobes are necessary for ‘theory of mind’. Brain, 2001, 124: 279~286
Relationship between Theory of Mind and Executive
Functioning from the Perspective of Brain Research
Xu Fen, Zhang Wenjing, Wang Weixing
(School of Psychology, Beijing Normal University, Beijing 100875)
Abstract This paper reviews recent research focusing on the relation between theory of mind and executive functioning in young child. Then research on brain regions involved in theory of mind is reviewed. Finally, the authors summarized the relationship between theory of mind and executive functioning from the perspective of brain research.
Key words: theory of mind, executive functioning, neural mechanism.。