心理所研究揭示老年人执行功能的统一与多样性机制

在日常生活中，老年人经常会面临一些困难，比如做饭时漏掉某个关键步骤，出门前忘带重要的物品，或者与人聊天时难以跟上话题的快速变化，这些现象都与大脑的“执行功能”密切相关。执行功能（Executive Functions, EFs）是指以目标导向的方式调节行为的高级认知控制过程，包含抑制（inhibition）、切换（shifting）和刷新（updating）三个基本成分，在青年群体中通常表现出“统一/多样性”（Unity/Diversity）共存的结构特征。然而，由于在认知老化过程中普遍存在的去分化趋势，目前尚不清楚老年人的执行功能结构是逐渐趋于单一维度，还是继续维持着统一性与多样性并存的模式。

针对上述科学问题，中国科学院心理研究所李会杰研究组系统整合行为测量与神经影像技术，采用结构方程模型和功能磁共振成像相结合的研究范式，全面探讨了老年人执行功能的内在结构特征及其神经机制。研究团队首先招募了222名健康老年人，通过经典执行功能任务与研究组研发的游戏化执行功能任务并行的方式，分别测量了抑制、切换和刷新三种成分，随后利用验证型因素分析比较了七种理论模型，以明确执行功能的“统一/多样性”框架是否适用于老年群体。此外，团队从中选取30名被试，通过游戏化的功能磁共振成像任务范式，结合多变量模式分析揭示执行功能三种成分在神经水平的表现形式及相互关系。

图1. 执行功能的七种行为结构模型

图2. 磁共振扫描任务

研究结果表明，在行为层面上，老年人的执行功能结构符合“统一/多样性”框架：抑制、切换与刷新三个成分之间存在显著相关性（统一性），但仍各自保持了相对的独立性（多样性）。值得注意的是，抑制与切换两个成分在老年群体中的特异性有所降低，这一趋势或与年龄相关的认知功能去分化密切相关。在神经水平上，研究揭示了老年人执行功能统一性与多样性的神经表征：喙内侧前额叶皮层在不同执行功能任务中表现出相似的神经模式，表明该区域可能作为执行功能统一性的关键节点；外侧前额叶、前运动皮层与岛叶等区域则表现出任务特异性的神经激活模式，体现了执行功能神经表征的多样性特征。这些结果表明，大脑前额叶区域通过相似和特异性的神经活动模式，共同支持了老年人执行功能的复杂组织结构，并在不同成分之间实现动态协调与资源分配。

图3. 老年人执行功能的行为结构模型

图4. 执行功能统一性与多样性神经表征模式

总体而言，该研究支持了执行功能的“统一/多样性”框架在老年群体中的有效性，并强调了年龄相关的去分化现象。大脑前额叶区域中不同脑区的神经活动模式可能在执行功能的统一性与多样性之间发挥了重要的协调作用。这一发现不仅有助于揭示执行功能老化的认知与神经机制，也为制定更加精准有效的老年认知干预方案提供了理论基础和实证支持。

该研究获得了国家自然科学基金、国家基础数据中心“中国活体人脑成像共享数据库”、中国博士后科学基金的资助。

研究成果已在线发表于GeroScience。心理所博士研究生郭胜举和王平（已毕业）为论文共同第一作者，心理所李会杰研究员为通讯作者。

论文信息：

Guo, S. J., Wang, P., Cao, L. Z., & Li, H. J. (2025). The unity/diversity framework of executive functions: behavioral and neural evidence in older adults. GeroScience, 47(3), 4775–4793. https://doi.org/10.1007/s11357-025-01542-8

相关研究：

Wang, P., Fang, Y., Qi, J. Y., & Li, H. J. (2023). FISHERMAN: A Serious Game for Executive Function Assessment of Older Adults. Assessment, 30(5), 1499-1513. https://doi.org/10.1177/10731911221105648

Wang, P., & Li, H. J. (2024). Acceptability Assessment of an Executive Function Training Game FISHERMAN for Older Adults. Games Health J, 13(1), 25-32. https://doi.org/10.1089/g4h.2022.0177