初学者指南
Dual N-Back的历史：从诞生到科学验证的演变【2025年版】
详细解读N-Back任务从1958年诞生到发展为Dual N-Back的历史。从Wayne Kirchner的发明到Jaeggi等人2008年的突破性研究，追溯脑力训练的发展历程。
N-Back任务的起源：1958年的发明
N-Back任务的历史可以追溯到1958年Wayne Kirchner（韦恩·基尔希纳）的研究。Kirchner是一位美国心理学家，研究短期记忆与衰老之间的关系。
N-Back任务的原型
事实上，N-Back的原型是1953年Hilda Kay（希尔达·凯）在博士论文中首先提出的。Kay为了研究飞行员疲劳对认知功能的影响，设计了0-Back到4-Back的任务。
Kirchner的实验
Kirchner的论文《急速变化信息短期保持中的年龄差异》发表在《实验心理学杂志》上。
实验特点：
- 设备：12个灯泡排成一行，每个灯下面有一个按钮
- 任务：当灯亮起时，按下N个位置前亮过的灯的按钮
- 目的：测量年轻人和老年人短期记忆能力的差异
Kirchner的实验设计
1958年的实验使用物理设备，而非今天的电脑版本：
- 12个灯泡排列在面板上
- 每个灯下面有对应的按键
- 使用0-Back到3-Back的负荷进行测试
- 被试记住并按下N个位置前的灯的按键
这个简单的设计为后来复杂的Dual N-Back奠定了基础。
25年的空白期：1958年-1989年
Kirchner的研究之后，N-Back任务在心理学界几乎被遗忘。
为什么研究停滞了
技术限制
当时计算机尚未普及，精确呈现刺激和测量反应时间都很困难。
理论未发展
Baddeley和Hitch在1974年才提出工作记忆模型。没有理论框架，N-Back的价值未被充分认识。
关注其他记忆研究
心理学界主要关注长期记忆和情节记忆的研究。
没有脑成像技术
没有fMRI等技术，无法观察任务执行过程中的大脑活动。
N-Back的复兴：1989年-2000年代
Dobbs和Rule的重新发现（1989年）
1989年，加拿大研究者Archie Dobbs和Brendan Rule在衰老和认知研究中重新使用了N-Back任务。他们引用了Kirchner 1958年的论文，在现代背景下复兴了N-Back。
- 1
Dobbs和Rule的研究（1989年）
以30多岁到90多岁的成年人为对象，让他们听数字序列并用0-Back、1-Back、2-Back进行回应。确认了年龄相关的成绩下降。
- 2
计算机版本的开发（1990年代）
随着个人电脑的普及，屏幕呈现刺激、键盘回应的形式成为主流。精确测量反应时间成为可能。
- 3
与脑成像研究的融合（1990年代后期）
开始使用fMRI和PET的研究，可视化N-Back执行过程中的大脑活动（特别是前额叶皮层）。
- 4
成为工作记忆研究的标准任务（2000年代）
N-Back成为工作记忆研究中最常用的任务之一。
Dual N-Back的诞生和2008年的突破性研究
从Single N-Back到Dual N-Back
N-Back从处理单一刺激序列（位置或声音）的"Single N-Back"发展到同时处理两个刺激序列的"Dual N-Back"。
Single N-Back与Dual N-Back的区别
Single N-Back（1958年-）
- 只有一种刺激（位置或声音）
- 将当前与N个前的进行比较
- 认知负荷相对较轻
Dual N-Back（2000年代-）
- 同时处理两种刺激（位置和声音）
- 各自独立与N个前的进行比较
- 更高的认知负荷训练工作记忆
Jaeggi等人2008年的PNAS论文
2008年，密歇根大学的Susanne Jaeggi和Martin Buschkuehl等人在科学期刊PNAS（美国国家科学院院刊）上发表了突破性论文。
研究概述
标题：《通过工作记忆训练提高流体智力》
- 发表：2008年5月13日
- 作者：Susanne M. Jaeggi、Martin Buschkuehl、John Jonides、Walter J. Perrig
- DOI: 10.1073/pnas.0801268105
实验设计
Jaeggi等人的实验：
| 项目 | 详情 |
|---|---|
| 参与者 | 年轻成人（大学生） |
| 训练 | Dual N-Back任务，每天约25分钟 |
| 时长 | 四组：8天、12天、17天、19天 |
| 测量 | 训练前后的流体智力测试 |
任务详情
实验使用的Dual N-Back任务：
- 视觉刺激：在8个位置顺序显示的方块
- 听觉刺激：同时以音频呈现的8种辅音
- 反应：左手报告N个前的位置匹配，右手报告N个前的音频匹配
- 适应：根据成绩自动调整N级别
突破性发现
该研究的主要发现：
- 流体智力提高：Dual N-Back训练提高了流体智力（Gf）测试成绩
- 剂量反应关系：训练时间越长，效果越大
- 迁移效果：在与训练任务不同的认知测试中成绩也有提高
为什么这是突破性的
流体智力（解决新问题和识别模式的能力）传统上被认为是"与生俱来的能力"，无法通过训练改变。Jaeggi的发现表明这种"常识"可能是错误的。
2008年以后：科学争论和验证
重复研究和争议
Jaeggi的发现引起全球研究者的关注，进行了大量重复研究。
支持的研究
多项研究报告了Dual N-Back训练对工作记忆和执行功能的改善。
未能重复的研究
如Redick等人（2013年）的研究未能重复流体智力效果。
元分析
Au等人（2015年）的元分析表明N-Back训练有小但显著的效果。
持续的争论
研究者们继续就效果大小、持续时间和迁移范围进行争论。
目前的科学共识
目前的研究对以下几点达成了大致共识：
| 方面 | 科学观点 |
|---|---|
| 工作记忆训练 | N-Back训练提高工作记忆任务的成绩 |
| 近迁移 | 向类似任务的迁移比较可靠 |
| 远迁移 | 向流体智力的迁移不确定，效果可能很小 |
| 实用价值 | 认知训练的价值得到认可，但不是"万能药" |
N-Back的现代应用
研究领域的使用
N-Back任务目前在以下领域广泛使用：
- 1
神经科学研究
结合fMRI和EEG研究工作记忆的神经基础。揭示前额叶和顶叶的活动模式。
- 2
临床研究
用于ADHD、抑郁症、精神分裂症等伴有认知功能障碍的疾病的评估和干预研究。
- 3
发展心理学
研究从儿童到老年人整个生命周期工作记忆的发展和衰退。
- 4
教育研究
检验学习能力与工作记忆的关系，验证认知训练的教育效果。
面向大众的应用普及
2008年的研究之后，Dual N-Back作为大众脑力训练应用广泛普及：
- Brain Workshop：2008年发布的开源Dual N-Back软件
- 各种移动应用：大量iOS、Android的Dual N-Back应用上线
- 综合脑力训练平台：Lumosity等服务也整合了N-Back类任务
Dual N-Back的未来
研究的新方向
模拟N-Back
使用连续变化刺激的新任务变体，用于更详细的认知过程分析。
个性化优化
利用AI技术开发针对个人认知特点的适应性训练。
神经反馈整合
实时测量脑电波以维持最佳训练状态的系统。
长期效果
验证持续训练的长期效果和向日常生活的迁移效果。
常见问题（FAQ）
Q: N-Back任务是谁发明的？
N-Back任务于1958年由Wayne Kirchner（韦恩·基尔希纳）发明。不过，后来发现其原型是1953年Hilda Kay在博士论文中首先提出的。
Q: Dual N-Back是什么时候开发的？
Dual N-Back于2000年代初期开发，2008年Susanne Jaeggi和Martin Buschkuehl等人在PNAS上发表了验证其效果的突破性论文，引起全球关注。
Q: 2008年Jaeggi的研究发现了什么？
Jaeggi等人2008年的研究表明，Dual N-Back训练可能提高流体智力（Gf）。这是一个突破性发现，因为流体智力此前被认为是"终生不变"的。
Q: 为什么N-Back研究中断了25年？
1958年发明后，N-Back大约25年几乎没有被研究。原因包括计算机未普及、工作记忆理论未发展、缺乏脑成像技术等。1989年Dobbs和Rule在衰老研究中重新使用，之后研究才活跃起来。
Q: 目前Dual N-Back研究的状况如何？
关于Dual N-Back效果的科学争论仍在继续。一些研究支持其效果，另一些研究未能重复结果。但作为工作记忆研究的重要任务，它仍被广泛使用。
总结：60多年的脑力训练探索
N-Back任务的历史总结：
- 1958年：Wayne Kirchner发明N-Back任务（原型来自1953年）
- 1958年-1989年：约25年的研究空白期
- 1989年：Dobbs和Rule将N-Back重新引入现代研究
- 1990年代：计算机版本普及，与脑成像研究融合
- 2000年代初期：Dual N-Back的开发
- 2008年：Jaeggi的突破性流体智力研究
- 2008年以后：全球关注、重复研究、科学争论
- 现在：作为工作记忆研究的标准任务广泛使用
60多年的研究历史反映了人类对认知可塑性的兴趣以及提高认知能力的愿望。Dual N-Back处于这一探索的前沿。
虽然科学验证仍在继续，但作为训练工作记忆的方式，它被许多人实践着。了解这段历史可以加深对训练的理解，成为持续实践的动力。