老龄化中的导航元认知：编码策略与空间表征

《Neuropsychologia》：Navigational Metacognition in Aging: Encoding Strategies and Spatial Representation

　　

莫根·劳埃德（Maugan Lloyd）| 斯科特·莫法特（Scott Moffat）

佐治亚理工学院（Georgia Institute of Technology）

摘要

老年人的导航困难已有充分记录，而其定位能力的下降是认知障碍的早期征兆。这些缺陷会降低行动能力，限制生活空间，并预示着可能入住养老院或面临死亡风险。导致这种能力下降的一个主要因素是，一些老年人倾向于依赖以自我为中心（egocentric）的导航策略，而非以外部环境为参考的（allocentric）空间表征方法。然而，尚不清楚这是否反映了他们进行外部空间处理能力的下降，还是出于其他原因而避免使用这些策略。元认知监控在策略选择中起着核心作用，但其对导航的影响仍长期未被充分研究。虽然老年人能够有效评估自己在关联记忆任务中的表现，但关于他们监控视觉空间记忆的能力的证据尚不明确。对记忆能力缺乏信心会导致他们使用认知要求较低的策略，这可能与其偏好以自我为中心的导航方式有关。导航研究发现了不同的策略类型：有些人将空间信息整合到认知框架中，有些人则倾向于使用以自我为中心的导航方法，还有些人在使用任何策略时都会遇到困难。老年人可能会谨慎地选择更为安全的已知路线，即使这可能需要付出更高的代价；选择这种策略并不意味着他们的认知能力较低。本文回顾了老年人的导航中的元认知现象，借鉴了非导航领域的研究成果，探讨了元认知监控在导航策略选择中的作用，并探讨了改善老年人空间认知能力的干预措施。

引言

导航是一项复杂的任务，需要多种认知和感知能力的协同与整合。例如，情节记忆（episodic memory）使人们能够记住地标、布局和位置；空间认知（space cognition）则使人们能够使用以自我为中心或基于地图的参考框架来编码空间环境，并将其与导航目标相结合（O’Keefe & Dostrovsky, 1971; Coutrot et al., 2018; Fernandez et al., 2023）。导航者在学习环境时利用注意力选择显著的线索（如地标或标志），同时排除干扰因素（Chen et al., 2017; Wolbers & Hegarty, 2010）。感知和感官整合为理解空间和运动提供了原始数据，执行功能则支持路线规划、决策制定以及在遇到意外障碍时调整策略（Brunyé et al., 2018; Carbone et al., 2021）。语言、符号处理和语义知识使人们能够解读地图、理解口头指示和路标（Montello, 1998; Tversky, 2000）。此外，情感和动机因素（如对跌倒或迷路的恐惧，以及对自身方向感的信心）也会影响导航目标和表现（Huang et al., 2022; Brown et al., 2020）。尽管元认知因素（如信心[Hegarty et al., 2006]、对自身方向感的信念[Cornell et al., 2003; Hegarty et al., 2002]、策略知识与应用[Botwinick, 1984; Meneghetti et al., 2013; Uttal, 2000; Wiener & Mallot, 2003]以及对当前位置和方向的准确判断[Chastil, 2013]）是支撑导航表现的核心要素，但这些因素往往被忽视。

成功的导航需要这些认知和元认知过程的动态互动，其中许多过程会受到与年龄相关的认知变化的影响（Adamo et al., 2012; Bates & Wolbers, 2014; Bécu et al., 2023; Colombo et al., 2017; Lester et al., 2017; Ariel & Moffat, 2018; Ekstrom & Hill, 2023; Iaria et al., 2009; Hertzog & Dunlosky, 2011）。本文综述了衰老与导航领域的基本研究结果，介绍了元认知研究的方法及其在老龄化导航研究中的应用，并提出了未来的研究方向。

节选内容

导航与认知老化：表现与策略

越来越多的研究表明，导航能力会随年龄增长而下降，并且这一现象与轻度认知障碍或痴呆症的早期症状有关（Moffat & Marne, 2023; Lithfous et al., 2013; Newton et al., 2023）。老年人常报告自己的导航能力有所下降，加之他们倾向于采取更为谨慎的行为方式（Kool et al., 2010; Mitzner et al., 2010），这可能导致他们严格遵循熟悉的路线。

元认知与导航：理论、方法与研究结果

有些事情是我们清楚知道的；我们也知道有些事情我们是不知道的。但也有那些我们不知道自己不知道的事情。

唐纳德·拉姆斯菲尔德（Donald Rumsfeld，美国国防部，2002年）

元认知是指对思维过程的反思和监控，包括策略的知识和应用（Flavell, 1971; Nelson & Narens, 1990）。我们可以对许多方面进行判断。

元认知研究方法及其在导航研究中的应用

本节概述了研究人员测量元认知的主要方法，并探讨了这些方法如何应用于导航研究（见表1）。元认知通常通过自我报告、行为范式和神经生理学方法进行评估。学习判断（JOLs）广泛用于测试参与者对自己学习内容的掌握程度的认识。当预测结果与实际表现存在差异时，这表明...

导航元认知的领域

元认知知识的应用是动态的，涉及技能自我意识、任务需求和策略选择之间的相互作用。正如Flavell（1979）所指出的：“你可能认为自己（不同于你的兄弟）在任务X中应该使用策略A而不是策略B。”Flavell（1979）提出了四个层面的元认知，这些层面涉及对学习任务的主动监控。这些领域包括知识、经验、目标和行动。

老龄化中的导航：元认知与策略选择的相互作用

关于情节记忆中的元认知监控的研究表明，不同年龄段的判断准确性大致相当（Hertzog et al., 2010）。此外，还有研究表明人们在地图学习任务中的判断是准确的（Schwartz, 2006）。然而，动态空间任务的监控可能涉及不同的认知过程。Ariel和Moffat（2018）研究了多个领域的空间元认知，包括心理旋转、空间可视化、地点学习及导航表现等。

基于元认知和策略的导航训练

为提高老年人的认知表现，人们探索了两种主要的研究途径。第一种是教授明确的策略，如记忆技巧以增强信息编码和检索能力（例如Pearman et al., 2023）；第二种是通过反复的认知任务练习来提升基本认知能力（例如Hudak et al., 2021）。然而，设计类似于“脑力锻炼”的认知训练程序的有效性仍需进一步验证。

未来方向与未解决的问题

在理解老龄化过程中的导航表现和与年龄相关的策略偏好方面已经取得了显著进展，但仍有许多未解决的问题。其中一个问题是，个体在导航能力上的差异是否与更广泛的认知方式差异相关。Frank等人（2013）在非空间背景下发现了三种老年人的记忆检索模式：回避型检索者倾向于避免费力的回忆过程，而...

CRediT作者贡献声明

斯科特·莫法特（Scott Moffat）：负责撰写和编辑。莫根·劳埃德（Maugan Lloyd）：负责撰写和编辑，以及初稿的构思。

未引用的参考文献

Brunyé et al., 2017; Chen et al., 2017; Cook Maher et al., 2017; Evans and Pezdek, 1980; Hertzog et al., 1990; Hertzog et al., 1994; Heward et al., 2025; Jack Jr et al., 1997; Maguire, 2001; Mayer, 2005; Mitolo et al., 2017; Moffat et al., 2006; Moffat et al., 2007; O'Keefe and Dostrovsky, 1971; Ratlif and Pintrich, 2002; van der Ham et al., 2021; Varshney et al., 2024; Verhaeghen, 2013; Yavuz and Spiers, 2026.

利益声明

作者声明没有可能影响本文研究的任何竞争性财务利益或个人关系。

资金来源

本综述文章未获得公共部门、商业机构或非营利组织的任何特定资助。

致谢

作者衷心感谢Robert Ariel博士、Thackery Brown博士、Dobromir Rahnev博士、Zachary Tidler博士和Paul Verhaeghen博士对本手稿早期草稿提出的宝贵意见。