两岁幼儿记忆决策中的视觉探索行为可预测一年后元记忆监控能力的发展

【字体: 时间:2025年06月12日 来源:Nature Communications 14.7

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  本研究通过纵向实验揭示了幼儿早期认知发展的关键机制。为解决"元记忆监控能力如何从婴幼儿期的信息寻求行为发展而来"这一科学问题,加州大学戴维斯分校的Sarah Leckey团队对176名25-34月龄幼儿进行了为期一年的追踪研究。研究发现两岁幼儿在记忆任务中的注视转换次数、反应时和记忆准确性能显著预测三岁时的元记忆监控能力(即正确与错误决策间信心评分的差异),而心理状态语言和心智理论能力则无显著预测作用。该成果为理解元认知能力的早期发展提供了重要证据,发表于《Nature Communications》。

  

人类从何时开始能够反思自己的记忆准确性?这个被称为元记忆监控(metamemory monitoring)的能力对学习决策至关重要。就像学生在考前通过评估自己对知识的掌握程度来决定是否需要寻求帮助,这种"对记忆的记忆"能力帮助我们避免因过度自信而犯错。虽然学前儿童已表现出区分记忆准确性的能力,但科学家们一直困惑于这种高级认知功能的起源——它究竟是从婴幼儿期的哪些行为发展而来的?

近年来,研究者发现连婴儿都会在面临困难记忆决策时表现出信息寻求行为,比如转向看护者求助。这些发现引发了激烈争论:这些早期行为究竟是元认知能力的雏形,还是单纯的风险规避策略?更关键的是,这些行为与后期出现的元记忆监控能力是否存在发展连续性?为解答这些问题,加州大学戴维斯分校的Sarah Leckey、Diana Selmeczy和Simona Ghetti团队设计了一项预注册纵向研究。

研究团队采用眼动追踪和触摸屏技术,对176名25-34月龄幼儿进行了为期一年的追踪。在时间点1(Time 1),幼儿完成记忆任务时需要从新旧图像对中选择先前见过的图像,同时记录其注视转换(gaze transitions)和反应时(response latencies)。一年后的时间点2(Time 2),157名参与者完成类似任务并新增信心评分报告。研究还测量了幼儿使用"I don't know"等心理状态语言的频率,以及心智理论(Theory of Mind, ToM)能力。通过路径模型分析行为指标的纵向预测关系。

主要技术方法

研究采用平行任务设计,包括眼动追踪和触摸屏两个版本。在Time 1,幼儿通过被动观看任务(测量新奇偏好)和主动选择任务(测量记忆准确性)评估记忆能力;Time 2增加3点式信心评分量表。使用Tobii眼动仪记录注视转换,定义为目标与干扰图像间的注视切换次数。反应时记录从刺激呈现到触摸响应的时间。通过标准化问卷评估心理状态语言和ToM能力。采用全信息最大似然法处理缺失数据,构建路径模型分析变量间关系。

研究结果

两岁幼儿的行为指标预测元记忆监控

路径模型显示,Time 1更高的注视转换次数(β=0.25)、更快的反应时(β=-0.20)和更高的记忆准确性(β=0.28)均能显著预测Time 2更好的元记忆监控能力。有趣的是,注视转换与反应时显示出不同的发展轨迹:两岁时更多的注视转换预示更好的元记忆监控,而三岁时更多注视转换反而与更低的总信心水平相关(β=-0.19),尽管它同时与更高准确性相关(β=0.18)。

记忆能力的纵向稳定性

Time 1的记忆准确性不仅能预测Time 2的元记忆监控,还与Time 2的记忆准确性显著相关(β=0.20),表明幼儿记忆能力具有跨时间的个体差异稳定性。替代模型分析证实,仅当涉及主动记忆决策(而非被动记忆保持)时,早期行为指标才能预测后期元记忆监控。

其他认知因素的有限作用

与理论预期相反,幼儿使用"I don't know"的频率(β=0.11)、心理状态语言(β=0.16)和ToM能力(β=-0.16)对元记忆监控的预测均未达显著水平。这表明元记忆监控的早期发展可能独立于心智理解能力。

结论与意义

这项研究首次揭示了两岁幼儿在记忆决策中的视觉探索行为与后期元记忆监控能力的发展联系。研究支持"早期信息寻求行为为元记忆监控奠基"的理论假说,表明幼儿通过注视转换等行为积累记忆评估经验,逐步发展出区分记忆状态的能力。发现注视转换在不同年龄的功能转变——从两岁的目标导向检索辅助到三岁的不确定性指标,为理解元认知发展机制提供了新视角。

研究结果对早期教育实践具有重要启示:鼓励幼儿在认知任务中充分检视选项可能促进其元认知能力发展。未来研究可探索如何通过训练注视模式来加速元记忆监控的出现。该成果也为解决"元认知是否需以心智理解为前提"的理论争议提供了证据,暗示这两种能力可能具有独立的发展起源。

这项发表在《Nature Communications》的研究,通过精巧的纵向设计和多模态测量,为理解人类元认知能力的发育轨迹建立了重要里程碑。它不仅填补了婴幼儿期到学前期认知发展的关键空白,更开辟了通过简单行为指标早期预测高级认知功能的新途径,为发展性认知神经科学研究提供了宝贵范式。

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