摘要
你的大脑总是在适应每天不断变化的活动和互动。每次你完成一个目标，你都是在锻炼大脑的执行功能。这些技能包括抑制冲动，在任务之间切换，更新记忆中的信息。我们询问这些不同的技能是否依赖于相同的大脑区域，以及年轻人是否与成年人使用相同的大脑区域。我们给儿童和青少年的大脑拍了照片，看看他们在玩三个与这些执行功能相关的简单游戏时，大脑的哪些区域在被使用。我们发现年轻人在玩这三款游戏时使用了与成年人相似的大脑区域，并且在这三款游戏中都使用了大脑的许多部分。这些结果帮助我们了解孩子们是如何使用他们的大脑来获得成功的，以及这些技能是如何发展的。
你的大脑为了实现目标而改变
＊戒指!＊闹钟提醒你该起床上学了。今天你要在科学课上做一个大项目，你不想迟到。然而，尽管你试图抗拒，你最终还是按了几次贪睡按钮，现在你要迟到了!你想为你的演讲做准备，所以你决定在吃早餐的时候回顾你的项目，在吃东西和阅读材料之间切换。当你到了学校开始做报告时，你试着记住作业的所有规则，比如说话清晰、眼神交流，并在脑海中检查这些规则，以确保你做得很好。图1)．
- 图1 -抑制、切换和更新是大脑控制技能的例子，我们每天都在做大大小小的事情。
这个例子展示了我们如何一直用我们的大脑来适应环境的变化，以及我们如何组织我们的行为来实现一个特定的目标，比如在学校做一个很棒的演讲。拥有记忆和更新信息的能力(比如表达规则和我们的目标)，抵制冲动(比如按下闹钟)，以及在任务(比如早餐和作业)之间切换的能力，在有多种需求争夺我们的时间和精力时，以及当一些意想不到的障碍发生时，是非常有用的。
如果你曾经处于需要灵活应对突发问题并想出新解决方案的情况，那么上面的场景可能听起来很熟悉。许多研究人员想知道大脑在何时、何地以及如何发展这些功能执行功能或者我们用来实现目标的技能。研究表明，在我们的日常生活中，有许多不同类型的情绪体验在发挥作用，但我们将重点介绍我们刚刚介绍的三种:抑制，帮助我们抵抗不恰当的反应;（2）切换，这有助于我们在心理上在多套规则或标准之间转换;和(3)更新，帮助我们监控新信息，并将其纳入我们的记忆和当前计划[1］．当我们使用这些和其他电场来完成一项复杂的任务时，科学家们将这种整体能力描述为认知控制［2］．通过使用更强的认知控制，我们可以做出快速正确的反应，适应不断变化的环境，轻松处理不同的任务。认知控制是有效地利用大脑的电场来实现我们的目标，在学校表现良好，甚至自我感觉良好，处理压力时刻。2］．
儿童和成人在实现目标时使用相同的大脑区域吗?
根据目标的不同，可以使用不同的EFs来实现它。我们想知道儿童和青少年是否使用大脑相同或不同的部分来执行三种不同的EFs。为了确保我们的研究参与者在同一时间使用相同的电场，我们让8-14岁的人玩同样的三个电脑游戏(图2)．
- 图2 -为了测试他们使用大脑的哪些部分来执行执行功能，以及这些是否是成年人使用的相同的大脑区域，8-14岁的儿童在测量大脑活动的fMRI扫描仪中玩了三个不同的游戏。
你可能会猜成年人有很好的认知控制能力，因为他们经常在工作、家务、金钱、汽车等方面做杂耍(尽管成年人有时也会在认知控制和实现目标方面挣扎!)!一项对成年人大脑的研究显示，在进行各种EF任务时，大脑的一组区域都是活跃的。研究人员广泛地将这种相互连接的大脑区域网络称为核心控制系统因为它由大脑的关键区域组成，当我们做有挑战性的事情时，这些区域会一起使用。4］．由于EF技能对于在学校和生活中的成功非常重要，我们想知道孩子们是否与成年人使用相同的核心控制系统，或者他们使用不同的大脑区域来完成EF任务。5］．大多数研究只使用一项任务来观察儿童的EFs。当孩子们玩三种不同的EF游戏时，我们给他们的大脑拍了照片，并比较了他们的大脑区域来回答两个问题。首先，在儿童中，这三个EF任务是否都使用了类似的大脑区域，就像成年人的大脑一样?其次，儿童用于EF任务的大脑区域与成年人使用的大脑区域是否相同?
通过玩游戏来测量大脑中的电场
一种用来研究人类大脑的工具叫做功能性磁共振成像(fMRI)．功能磁共振成像扫描仪是一种带有大磁铁的机器，它可以让我们拍摄数百张大脑的照片，并测量大脑活动随时间的变化。当被扫描的人在玩游戏、看电影或只是休息时，它通过检测大脑中氧气水平和血液流动的变化来做到这一点。在我们的研究中，来自德克萨斯州的117名儿童(8-14岁)在fMRI扫描仪中玩了三款EF游戏，这让我们可以看到在每款游戏中大脑的哪个区域是活跃的。参与者仰卧在核磁共振扫描仪内，用镜子查看电脑屏幕。他们手里拿着两个按钮玩游戏，同时我们给他们的大脑拍照。
在抑制游戏中，孩子们尽可能快地按下一个按钮，以指示一个随机变化的箭头指向的方向(左或右)。他们快速地按了很多按钮，除非箭头上方出现了一个红色的“X”。当这种情况发生时，孩子们不得不这样做抵制按任何按钮。这很棘手，因为红色的X有时显示得很快，有时显示得很慢。在转换游戏中，孩子们被要求根据颜色或形状对不同的彩色形状进行分类。按颜色或形状排序的规则是随机切换的，所以孩子们必须注意，因为如果他们按错误的规则排序，他们就会得到错误的答案。最后，在更新游戏中，孩子们在屏幕上看到一条快速移动的绿色图形线(正方形、三角形、正方形)。他们必须记住形状的顺序，因为当屏幕上的形状与他们之前看到的两个形状相匹配时，他们需要按下一个按钮。
我们发现了什么?
我们的实验帮助我们回答了两个主要问题!首先，我们发现大脑的几个区域在这三种游戏中都是活跃的，这意味着EF游戏使用了相似的大脑区域(图3)．其次，我们发现儿童使用的EF大脑区域与成年人使用的相同。在两款或全部三款游戏中观察到的大脑活动与许多成年人的大脑结果一致，包括核心控制系统的区域。
我们的研究结果能帮助我们理解什么?
这些结果表明，在成年人和8岁的儿童中，支持EFs的一组共同的大脑区域是相似的。然而，还需要更多的研究来了解我们的EF技能和目标设定是如何随着年龄的增长而提高的。随着时间的推移和不同技能的练习，大脑核心控制系统内的工作可能仍在改进，即使在成年人中也是如此。
我们可以从几个方面来思考这项研究的结果。首先，孩子和成年人的相似之处在于，他们使用的是成年人用来实现目标的大脑部分。其次，大脑的电场在学校和生活中都很重要——我们每天都在使用它们!了解我们是如何完成一项任务的，以及随着年龄的增长，电场是如何变化的，对于创造新的方法来改善所有孩子的电场是很重要的。EF技能因人而异，这项研究表明，这些差异可能始于大脑的核心控制系统。我们在健康儿童身上发现的结果可以与研究大脑有问题或有学习差异的儿童的结果进行比较，这可能会导致治疗方法，帮助那些在EF技能方面有困难的儿童。
人们可以做一些有趣的游戏和活动来练习他们的认知控制技能。想想那些练习在事物之间切换的活动，在脑海中保持想法并工作，以及抵制干扰。有组织的运动，如足球，可以提高认知控制技能，因为运动员练习牢记游戏规则，与他人合作，监测周围快速变化的环境。在小组纸牌或棋盘游戏中，玩家必须灵活地思考语言，抑制他们的第一次猜测，或平衡多个目标，这些游戏也可以给孩子们提供认知控制技能的良好练习。当人们在认知控制技能上遇到困难时，列出完成一项任务所需的小步骤清单，并一次完成一个大项目，可以帮助使复杂的项目变得更容易。
总之，大脑中的认知控制区域用于完成许多不同的任务，以帮助我们实现目标。该研究项目在同一儿童中测试了三种不同的EF任务，并揭示了一个共同的核心控制系统。这些大脑区域在儿童和成人中是相似的，这表明随着我们认知控制能力的提高，大脑连接而不是大脑位置正在发生变化。认知控制能力随着年龄的增长和练习而提高，每次使用时都会用到大脑的许多部分。我们感谢所有为这个项目提供帮助的家庭。
术语表
执行职能：↑大脑协调我们的思想和行为，帮助我们实现目标的能力。
抑制：↑一种执行功能，帮助我们避免分心或做我们不想做的事情。
切换：↑一种执行功能，帮助我们在多套规则或活动之间灵活切换。
更新：↑这是一种执行功能，帮助我们监控新信息，并将其纳入我们的记忆和当前计划。
认知控制：↑我们用来做我们想做的事情的能力的集合。不同的执行功能构成了我们整体的认知控制能力，在我们选择做某事的时候，我们都会用到这种能力。当我们比较做困难的事情和做容易的事情时，我们经常研究认知控制，你在童年和青少年时期会更好地进行认知控制。
核心控制系统：↑大脑的一部分用于完成许多具有挑战性的任务，比如那些涉及执行功能或认知控制的任务。黑色区域图3都是核心控制系统的一部分。
功能磁共振成像(fMRI)：↑一种用来研究大脑工作原理的扫描工具。它利用磁铁和无线电波(不是辐射!)在几分钟内拍摄大量的大脑照片。研究人员可以通过在大脑扫描期间向参与者展示图片或声音来了解人们在做或思考不同的事情时使用了大脑的哪个部分。
利益冲突
作者声明，这项研究是在没有任何商业或财务关系的情况下进行的，这些关系可能被解释为潜在的利益冲突。
原文
↑恩格尔哈特，L. E.，哈登，K. P.，塔克-德罗，E. M.和丘奇，J. A. 2019。执行功能的神经结构是在儿童中期建立的。科学杂志185:479 - 89。doi: 10.1016 / j.neuroimage.2018.10.024
参考文献
[1]↑三宅，A.，弗里德曼，N. P.，爱默生，M. J.，威茨基，A. H.，豪沃特，A.和韦格，T. D. 2000。执行功能的统一性和多样性及其对复杂“额叶”任务的贡献:潜变量分析。Cogn。Psychol．41:49 - 100。doi: 10.1006 / cogp.1999.0734
[２]↑丘奇，J. A.，邦吉，S. A.，彼得森，S. E.和施拉格格，B. L. 2017。认知控制网络的预备性参与在童年后期增加。大脑皮层27:2139-53。doi: 10.1093 / cercor / bhw046
[3]↑卢娜，B.，加弗，K. E.，厄本，T. A.，拉扎尔，N. A.和斯威尼，J. A. 2004。从童年晚期到成年的认知过程的成熟。孩子开发。75:1357 - 72。doi: 10.1111 / j.1467-8624.2004.00745.x
[4]↑多森巴赫，n.u.f.，费尔，D. A.，米耶津，F. M.，科恩，A. L.，温格，K. K.，多森巴赫，R. A. T.等，2007。人类适应稳定任务控制的独特大脑网络。Proc。国家的。学会科学。104:11073-8。doi: 10.1073 / pnas.0704320104
［5］↑恩格尔哈特，L. E.，哈登，K. P.，塔克-德罗，E. M.和丘奇，J. A. 2019。执行功能的神经结构是在儿童中期建立的。科学杂志185:479 - 89。doi: 10.1016 / j.neuroimage.2018.10.024