以认知神经科学取向探讨儿童注意力的发展和学习之关联

过去十年以来 ，在发展心理学与认知神经科学的领域 ，儿童的注意力及执行功能发展的研究已成为重要议题 ，从许多脑造影及认知神经科学之研究 ，提供了此领域新的发现及观点 ，这些新的发现也促进了教育心理学与认知神经科学之整合 。因此教师、教育心理学家 、以及认知神经科学家之间的互动及沟通 ，对于推动此整合性的新兴领域之发展及其可能之应用是绝对必要的。台湾在这一方面的研究尚未完备 ，在本回顾性的论文当中 ，将介绍现今对于儿童注意力研究之进展 ，以及未来之发展趋势 。期望有助于增进台湾不同领域研究者之间的交流并激发出新的研究想法 。

关键词 ：注意力发展、认知神经科学、学习

谈到注意力功能与学习上的关联时 ，大部分的老师与家长最常问到的是 ：「这个小孩有没有注意力的问题？要怎么增进注意力？」不可否认的 ，注意力与学习之间的确有很大的关联 。每天一张开双眼，大量的视觉讯息便不断涌入大脑，为了讯息处理的效率，以及避免大脑的过度负荷 ，注意力扮演一个过滤外在讯息进入高层认知历程处理的角色 。可以减弱对于不相关讯息的处理量 ，使人类专注于当下感兴趣的讯息 ，以便认知系统做进一步的处理 ，例如物体辨识 、阅读学习和记忆形成等 。若注意力发展的年龄成熟度无法满足其实际年龄学习的需求 ，便可能导致儿童的学习表现落后 。Cepeda 与其同事的研究也支持注意力不足或过动症 （Attention-deficit/ hyperactivity disorder, ADHD ）的儿童 ，在注意力转移的作业上 ，其正确率和反应时间都较一般孩童差 （Cepeda, Cepeda, & Kramer, 2000 ），因为ADHD 无法轻易地将注意力移转并停留在当下要学习的事物上 ，因此造成学习效率的低落。儿童注意力的发展与学习息息相关 ，本文欲以认知神经科学的观点 ，介绍注意力理论以及相关的作业典范 ，并探讨注意力与学习的关联 。

本文主要分为三个主轴回顾过去注意力与学习相关的研究议题 ，第一部分将介绍注意力相关理论以及作业 ；第二部分整理儿童注意力发展的情形 ；第三部分介绍注意力功能对学习之影响 ，以及有关注意力训练的应用研究 。最后将总结本篇论述 ，并介绍现今国际研究趋势与方向 。本文简要的介绍注意力与学习研究的现况与未来趋势 ，并希望更多国内的研究者使用认知神经科学的研究取向进行相关研究 ，以建立台湾儿童注意力发展的曲线及适用的注意力改善方案 。

注意力理论及实验典范

（一）注意力理论

自19 世纪注意力的研究开创以来 ，学者们便从许多不同的面向研究注意力功能 ，从早期过滤理论 （Broadbent, 1954, 1958 ）的提出 ，认为注意力容量是有限制的 ，因此对于输入讯息会有所选择 ，讯息必须经过过滤器筛选之后再进行处理 。后续的研究发现 ，注意力的选择 ，并不是全有或全无的 （Treisman, 1969 ）。至于选择的阶段是在知觉的层次 （早期选择理论）或是语意或动作开始 前的层次 （晚期选择理论, Deutsch & Deutsch, 1963; Eriksen & Eriksen, 1974 ）在70 与80 的年代 ，有许多的争论 。后来的研究发现 ，选择的阶段与作业所需的知觉量 （perceptual load; Lavie, 1995 ）有密切的关系。当作业所需的知觉量较高时，注意力选择的阶段会发生在知觉的层次（早期选择），反之 ，若作业所需的知觉量较低时 ，注意力选择的阶段会发生在语意的层次 ，或甚至是在动作开始前的层次 （晚期选择）。这个理论也在最近几年来 ，经由脑造影的研究 ，得到神经机制证据的支持 （Lavie, 2005 ）。

美国学者 Posner 无论在注意力理论的发展 ，以及应用注意力理论在孩童发展与教育的研究上 ，皆扮演了一个领航者的角色。在 1970 年代认知心理学盛行之际 ，Posner 认为注意力功能并不是只有一种面向 ，应该包含不同面向 ，并且可能有不同之大脑机制以进行处理 （Posner & Boies, 1971）。最早被提出的注意力网络包含选择 （selection ）及容量 （capacity ）之理论概念 。之后演变为执行功能 （executive function ）、导向性 （orienting ）、及警觉性 （alerting ）。后续许多相关之神经解剖及脑造影的研究证据 ，更加支持人类注意力功能在大脑中的处理可视为一种注意力系统（attentional system ）的论点 。Posner 与其同事提出一个注意力网络 （attention networks ）之架（Posner & Petersen, 1990; Posner & Raichle, 1996 ），此系统包含三个网络 ，分别处理不同面向的注意力功能 ，包含警觉性网络 （alerting network ），导向性网络 （orienting network ），以及执行功能网络 （executive control network ）。Colombo （2001 ）整合过去的研究 ，提出一个视觉注意力的模型以用于婴儿发展之研究上 。Colombo 的视觉注意力模型包含警觉性、空间导向 （spatial orienting ）、对物体部件之注意力（attention to object features ）、以及内生性控制注意力（endogenous control ）（图1）。

图1 Colombo 提出之视觉注意力架构 （改自Colombo, 2001 ）

外界视觉讯息输入之后 ，不同的注意力功能各司其职 ，警觉性系统能对输入刺激保持在警醒 状态 ；空间导向及对物体部件之注意力能将注意力移转至不同刺激上 ；较高阶层之内生控制注意力负责监控调节上述功能。

综合以上Posner 与Colombo 视觉注意力模型 ，以下将分别介绍警觉性 、导向性、以及执行功能。警觉性网络与维持在一个警醒状态（vigilance state ）并且随时准备好去做出一个动作反应有关。而导向性网络与在众多刺激中选择所要的信息有关 ，包含对于空间注意力 （spatial attention ）的聚焦 （focusing ）、释出 （disengaging ）、与转移 （shifting ）（Berger, Jones, Rothbart, & Posner, 2000 ）。它包含有伴随着眼球运动之外显注意力(overt attention ）移转 ，与没有伴随眼球运动的内隐注意力(covert attention ）移转 。在日常生活中随处可见导向性相关活动 ，例如将注意力聚焦到有兴趣的事物上 ，或是当你听见有人叫你的名字时 ，你会将注意力从当下在进行的活动中抽离并转移到目标事物。执行功能与计划（planning ），例如目标导向行为（goal-directed behavior ）、目标侦测（target detection ）、错误侦测 （error detection ），以及工作记忆 （working memory ）、冲突解决 （conflict resolution ）、以及抑制控制 （inhibitory control ）有关 。执行功能相较于前两者 ，属于较高阶之认知功能 ，负责监控及调控所有讯息之处理 。这三种网络在大脑中以彼此独立但互相联系的方式运作（Fan, McCandliss, Sommer, Raz, & Posner, 2002 ）。

由于本文使用许多有关注意力的专有名词 ，而这些名词所代表的心理及理论概念较为抽象 ，使用操作型定义可解决定义上模糊性 ，下文将先介绍几个常用的执行功能作业 ，使用实验作业解释专有名词的概念及意义 ，让读者了解所指称的内涵为何 。

（二）评估儿童注意力功能之实验典范

在认知心理学上 ，不同向度之注意力功能 ，例如警觉性注意力 、导向性注意力 、执行性注意力功能，各自从不同的作业典范（paradigm ）来测量，以下将分别介绍几个常用且重要的作业典范 ，主要包括两大部分 ：其一为介绍作业的内容 ；另一为介绍受试者的实验表现结果所代表的意涵 ，一般而言 ，认知心理学实验通常以反应时间和正确率来测量受测者对此作业认知历程的处理效能 。针对不同的独变项 （认知历程或注意力功能），使用实验的操弄 ，以得到受试者不同的反应时间或正确率 ，进而使用相减法则 （subtraction method ）（Donders, 1969; Posner and Raichle, 1996 ），以求出不同的认知历程或注意力功能的量化分数 。类似的方法与原则也适用于认知神经科学或脑造影之研究 。

1.注意力网络作业

Fan 等人 （2002 ）结合Posner 线索典范 （cuing paradigm, 图2a ）（Posner, 1980 ）以及旁侧抑制作业（flanker task, 图3c ）（Eriksen & Eriksen, 1974 ），发展出注意力网络作业（Attention Network Test, ANT ），此作业的优点之一是可以在一个作业当中使用实验的操弄 ，同时得到警觉、导向、执行功能网络分数，用以测量三种注意力功能之效能。简言之，它利用不同线索的有效度（cue validity ）及目标物与干扰物之间的兼容状况 （congruency ）得到不同的反应时间 ，并用相减法则 ，求出三种注意力之分数 。之后 Rueda 等人 （2004 ）将注意力网络作业发展为适用于儿童之版本 ，在儿童版之注意力网络作业中 ，以卡通鱼之图案代替箭头 ，并且加入声音的回馈 。在按键反应之后会有声响提示受试者答对与否 ，儿童版本之注意力网络作业程序如图3 （d ）所示 。 图 2 （a ）为 Posner 线索典范 ，在目标出现之前会呈现一个线索 （cue ）告知受试者之后目标 可能出现之位置 ，受试者眼睛须专注于屏幕中央之凝视点 ，看到目标出现时尽快按下指定的按键反应。在此作业中通常包含两种类型之尝试：有线索尝试（cued trial ），以及无线索尝试（uncued trial ） 或是中性尝试 （neutral trial ）。有线索尝试 （cued trial ）又分为有效之线索尝试 （valid cue trial ）及无效之线索尝试 （invalid cue trial ）。当线索为有效线索时 ，由于受试者已经将注意力放至线索提示空间位置上，相较于无效线索之情况，受试者按键之反应时间较快，错误率较低。图2(b ）为Posner线索典范中 ，不同线索的效果量 。

图2 Posner 线索典范与效果量 （改自Posner, 1980 ）

当线索提示的位置与最后目标出现的位置是一致时 ，为有效线索 ；反之 ，当线索与目标出现的位置不一致时 ，为无效线索 ；若线索仅出现在中央并无预测性 ，为中性线索。图2(b ）所示 ，不同线索之间的效果量达统计上显著之差异。当线索为有效时 ，与中性情况所得的时间差异 ，称之 为增益 （benefits ）；反之 ，当线索为无效时 ，与中性情况所得的时间差异 ，称之为损失 （costs ）。 注意力网络作业程序中的另一个作业是旁侧抑制作业 （Eriksen & Eriksen, 1974 ）。图3 （c ）所 示之旁侧抑制作业 ，它是最常被用来评估执行功能的作业之一 ，在此作业中 ，于屏幕中央呈现三个字母 ，中间的字母为目标物。例如A 用左手 ，B 用右手 ，受试者被指示要分别对“A”与“B”做对应之按键反应 。在此作业当中含有三种不同的情况 ，当三个字母皆为“A”或是“B”时 ，是一致情况（congruent condition ），如：“AAA”或“BBB”。若中间目标字母旁伴随的是除了A 与B 以外的其他字母 ，为中性情况 （neutral condition ），如 ：“XAX”或“XBX”。若中间目标字母旁伴随的字母 ，是受试者需要做按键反应但却异于中间的字母时，则为不一致情况（incongruent condition ），如：“BAB” 或“ABA”。受试者之按键反应时间最短至最长排列分别为 RT 一致 ＜ RT 中性 ＜ RT 不一致 ，错误率最低至最高排列为 ER 一致 ＜ ER 中性 ＜ ER 不一致 ，这是由于在不一致的情况下 ，受试者之”A ”与”B ”动作反应产生冲突 ，认知系统须有一段的时间以解决冲突 ，以致于反应时间最长 。 结合Posner 线索典范及旁侧抑制作业的注意力网络作业程序 ，在作业一开始会出现凝视点 ，凝视点之后会出现线索提示，线索提示的画面中有四种不同情况：1. 没有任何线索提示受试者（无线索状况 ，图3d- （a ））。2. 线索提示出现在中间凝视点位置 ，它只提供受试者目标即将出现的线索 ，并无提供目标空间位置之线索 （中央线索状况 ，图3d- （b ））。3. 线索提示同时出现在凝视点上下方目标可能会出现之位置上 ，除了提供时间上的讯息外 ，并且也提供目标可能的空间位置讯息 （双线索状况 ，图3d- （c ））。4. 线索提示出现在之后目标会出现的方位 ，在这个情况下 ，由于线索是 100 % 有效的线索，因此提供了最完整的讯息，包含时间讯息以及确切之空间位置讯息（空间线索状况, 图3d- （d ））。目标刺激在线索提示出现之后出现，在这个时候 ，受试者必须对五个箭头出现位置中间之目标刺激 ，也就是凝视点正上方或是正下方的箭头方向作判断 ，并且做出对应 之按键反应 。在目标呈现的画面中包含三种目标情况 ，分别是箭头方向皆是向右或是向左之一致情况 （一致情况 ，图 3d- （e ））、最中间之箭头方向与其他箭头方向是相反之情况 （不一致情况 ， 图 3d- （f ）），也就是中间箭头方向向右 （左），其余箭头方向向左 （右）、以及只出现最中间的方向箭头 ，两旁没有其他方向箭头之情况 （中性情况 ，图3d- （g ））。

在此作业中 ，藉由操弄不同的线索情况以及目标情况之按键反应时间长短不同 ，各种状况相减之后 ，可分别得到警觉性分数 、导向性分数 、以及冲突分数三个分数 ，分别用来代表三个注意力网络之效能 （图 3e ）。

1.警觉性分数：将没有任何线索提示情况下的平均反应时间 （无线索状况 ，图 3d- （a ））减掉线索提示同时出现在上下方情况 （双线索状况 ，图 3d- （c ））的平均反应时间 ，借着时序上的差异 ，可以得到警觉性分数 （alerting score = RT 无线索 – RT 双线索 ）。

2. 导向性分数：将提示线索出现在中间情况下 （中央线索状况，图3d- （b ））的平均反应时间减掉线索提示出现在之后目标会出现的方位情况下 （空间线索状况, 图3d- （d ））的平均反应时间 ，藉空间位置之差异 ，可以得到导向性分数 （orienting score = RT 中央线索 –RT 空间线索）。

3. 冲突分数 ：将目标情况中不一致情况下的平均反应时间减掉一致情况下的平均反应时间可以得到冲突分数 （conflict score = RT 不一致 – RT 一致）。Rueda 等人 （2004 ）的研究比较6 至 10 岁以及成人注意力网络分数的表现 ，结果显示于图4 ，导向性网络分数随着年龄增加没有改变。警觉性网络分数在十岁之前没有太大的变化 ，从十岁至成人阶段观察到显著下降的趋势 。由于警觉性分数是无线索之反应时间减去双线索之反应时间 （见图3(e ）），推测年纪较小的儿童在无线索时较无法将注意力维持在警醒状态 ，因此有较长的反应时间 。冲突解决分数在 6 至 7 岁时有显著下降的趋势 ，显示冲突解决能力在这个阶段有较大的发展。 图3对应三个注意力网络功能之认知作业。

图a 为导向性作业 ；图b 为警觉性作业 ；图c 为旁侧抑制作业 ；图d 为结合以上三种作业于一注意力网络作业中 （改自Rueda et al., 2004 ）；图e 为三种注意力网络分数计算方式。

图4 注意力网络发展趋势 （以Rueda et al., 2004 资料绘制）

Rueda 等学者的研究中 ，以儿童版注意力网络作业探讨注意力网络发展情形 ，年龄层包括六岁至十岁儿童以及成人 ，结果显示警觉性网络发展至十岁后呈现稳定状态 ；导向性网络则无观察到明显的变化 ；冲突解决网络发展从七岁之后呈现稳定状态。

另外 Gerardi-Caulton （2000 ）亦使用空间冲突作业 （spatial conflict task ）研究2 岁 、2 岁半及 3 岁儿童之冲突解决能力 。实验过程中 ，在屏幕右上角或左上角会呈现星星或是月亮之图案 ，而星星之反应按键位于受试者左方 ；月亮之反应按键位于受试者右方 ，受试者被指示要做出与萤幕呈现图案相同之按键反应 。此时会产生两种情况 ，当屏幕出现图案与按键反应位于同一侧时；例如星星 （月亮）图案出现于屏幕左 （右）方 ，此时为兼容 （compatible ）情况 ；反之当屏幕出现图案与按键反应位于对侧时 ，例如星星 （月亮）图案出现于屏幕右 （左）方 ，此时为不相容（incompatible ）情况 。结果显示随着年龄增加 ，反应时间会随之减少 ，正确率也会随之增加 ，且不兼容情况与兼容情况相减之差异也随之减小 （图5 ），显示冲突解决能力的进步 。

图5 空间冲突作业之实验结果

在空间冲突作业中 ，可以看到三个年龄层（2~3 岁）儿童在兼容情况中相较于不兼容之情况之正确率较高 、反应时间较快 ；并且随着年龄增加 ，冲突解决之表现也越好 （改自 Gerardi-Caulton, 2000 ）。

前述提到 ，许多相关之神经解剖及脑造影的研究证据支持Posner 与其同事提出注意力网络的论点 ，三种注意力网络在大脑中各有其对应的神经网络进行处理 （见图 6 ），以功能性核磁共振造影 （functional Magnetic Resonance Imaging, fMRI ）扫描受试者从事注意力网络作业时 ，警觉性网络激发的脑区位于丘脑 （thalamus ）（Fan, McCandliss, Fossella, Flombaum, & Posner, 2005 ）。另外当受试者需要保持注意力在警醒状态时 ，在大脑中的额叶 （frontal ）与顶叶 （parietal ）区域会产生激发 （Robertson & Garavan, 2004; Fan et al., 2005 ）。导向性网络主要是与所谓背侧 （dorsal ）与腹侧（ventral ）注意力系统有关，包含顶叶上部（superior parietal lobe ）、颞顶叶联合区（temporal parietal junction ）、上丘 （superior colliculus ）、以及额叶眼动区 （frontal eye fields, FEF ）（Corbetta, 1998; Corbetta & Shulman, 2002; Fan et al., 2005 ）。而执行功能网络较常使用冲突解决作业来探究 ，过去研究多以叫色作业 （Stroop task ）以及旁侧抑制作业来量测其激发的相关脑区 ，主要活化区域位于前扣带（anterior cingulate cortex, ACC ）与外侧前额叶（lateral prefrontal cortex ）（Bush, Luu, & Posner, 2000; Botvinick, Braver, Barch, Carter, & Cohen, 2001; Fan et al., 2005 ）。

图6 三个注意力网络相关脑区分布区正方形图示代表警觉性网络 ；饼图示代表导向性网络 ；三角形图标代表执行功能网络 。改自：Posner 与Rothbart (2007) “Educating the Human Brain .”

一般而言 ，学者认为抑制能力可再进一步细分 ，上述介绍之旁侧抑制作业 ，测量冲突解决的能力 ，可视为其中一种抑制能力 ，主要将注意力放在所专注的讯息处理上 ，并且排除对不相干讯息可能产生的干扰 。除了冲突解决能力之外 ，动作反应抑制的能力 ，亦是常见的抑制能力之一 。 以下将介绍测量此能力的停止信号作业 （stop-signal task ）。 2. 冲动控制作业冲动抑制控制的例子在生活中随处可见 。例如在等红绿灯时 ，绿灯亮了 ，此时驾驶欲大踩油门往前冲 ，若在踏油门之前突然跑出一个行人 ，此时驾驶便要实时抑制住原本踩油门之冲动 ，以便对这突来的状况做出合适的反应 。或是棒球打者准备对投手投球做出挥棒的动作 ，但是就在挥棒前 ，突然回心转意 ，觉得这个球是个坏球 ，这时候便要停止原本要挥棒之动作 。当然每次冲动抑制不见得都来得及 ，所以在棒球场上 ，常看到打者挥棒超过一半而无法及时缩回来 ，而冤枉的被记上一记好球 。冲动抑制能力的好坏差别可能只有几十毫秒 ，但是所产生的结果却可能差异很大 。Logan （1994 ）认为停止 （stopping ）是将行为重新导向新目标之第一步 ，而这个过程需要认知控制之介入 。而停止信号典范为最常被用来研究停止行为之作业 ，在停止信号作业中 ，包含动作反应作业与停止动作反应作业（如图7 所示）。动作反应作业通常是视觉选择反应时间作业（visual choice reaction time task ），例如对出现于屏幕右边之刺激以右手做按键反应 ，以及对出现于屏幕左边之刺激以左手做按键反应 ，在从事动作反应作业时偶尔会出现停止信号 ，通常是一声音提示告诉受试者停止主要作业 ，此为停止动作反应作业 。从停止信号作业得到受试者动作反应时间 ，以及在不同信号延迟时间之下所产生抑制成功或失败的比率 ，可进一步推算出停止信号反应时间（stop signal reaction time, SSRT ）（见图8 ），也就是当停止信号出现时 ，抑制住准备要做出的反应所需之时间 ，抑制所需时间愈短代表抑制控制能力愈好 。

图7 停止信号作业

在停止信号作业中 ，包含动作反应作业 （Go 尝试）以及停止动作反应作业 （Stop 尝试）。当出现反应信号时受试者必须做对应之按键反应 ，在 25％比例的尝试中 ，反应信号出现之后会跟着出现停止信号 ，此时受试者必须抑制原本要做之动作反应 。在 stop 尝试中 ，停止信号与反应信号出现之时间差称为停止信号出现延迟时间 （stop signal delay, SSD ），当延迟的时间越长 ，受试者将越难成功抑制按键反应 ；反之 ，延迟的时间越短 ，受试者便有较高的机率可以成功抑制反应 。此延迟时间会随着受试者抑制停止信号的成功或失败而有所增减 ，最终找到每个受试者成功与失败抑制各占百分之五十的情况时 ，停止信号出现的延迟时间 。将其在 go 尝试中之平均反应时间减去最终停止信号出现延迟时间 ，即可求出停止信号反应时间 （SSRT ），用此作为评估抑制控制能力之指标 （Band, Molen, & Logan, 2003; Chen, Muggleton, Tzeng, Hung, & Juan, 2008; Logan & Cowan, 1984; Logan, 1994 ）。

图8 SSRT 的计算方式 （改自Chen et al., 2008 ）

进行停止信号作业时 ，在动作反应部份 （go trial ），每次按键的反应时间不一 ，每个受试者所有之按键反应时间可以形成图8 a.的常态分布。但若停止信号 （stop signal ）出现 ，假设受试者成功的抑制此尝试次的动作反应 ，如何计算出他需要花多久时间才能去停止即将作出之动作反应（SSRT ）？Logan & Cowan （1984）提出赛马模型理论 （horse-race model ），在有停止讯号出现的尝试中 ，动作执行 （go ）和动作抑制 （stop ）为两条相互竞争的路线。当其中一群神经元率先抵达其反应的阈值 ，便会造成不同的结果 ，如图8 b. 中，动作执行 （虚线）比动作抑制 （实线）率先抵达反应阈值 ，故此题的反应结果为失败抑制 。求出受试者失败抑制的比例之后 ，用此比例在动作反应时间的常态分布中反推出受试者的反应时间，如图8 b. 中的354 毫秒 ，扣掉实验操弄的停止信号出现延迟时间（SSD ）=130 毫秒，剩下的便是受试者抑制一个信号所需的反应时间（SSRT ）=224毫秒 。Tillman 、Thorell 、Brocki 与Bohlin （2008 ）以停止信号作业研究525 位4 至12 岁儿童停止信号所需的反应时间 ，结果儿童的SSRT 会随着年龄发展而有显著地下降 （图9 ）。

图9 SSRT 发展曲线 （改自Tillman et al., 2008 ）

在图9 中，虚线为SSRT ，分数越低代表儿童的抑制表现越好。实线为成功抑制的比例 ，儿童随年龄的增长 ，成功抑制的比例也会越来越高 。以上图 SSRT 为例 ，z 分数= （各组别的 SSRT-全部组别的 SSRT ）/ 全部组别的标准偏差 。SSRT 的 z 分数随发展由正值变成负值 ，代表学龄前阶段儿童的SSRT 高于平均 ，故相减后的z 分数为正值 ，直到小学阶段后 ，儿童的SSRT 才低于平均 ，故相减后z 分数为负值 ，显示学龄前儿童比小学阶段儿童需较长的时间停止动作反应 。

从脑电波、核磁共振造影及跨颅磁刺激之研究显示，与动作抑制有关之脑区主要位于额叶区 ，其中包含右侧下额叶皮质（right inferior frontal cortex, rIFC ）（Aron, Robbins, & Poldrack, 2004; Aron & Poldrack, 2005, 2006; Chambers et al., 2006 ），从右侧下额叶皮质损伤之病人研究 ，也显示此区受损与动作抑制控制能力的缺损有关 （Aron, Fletcher, Bullmore, Sahakian, & Robbins, 2003 ），以及额叶眼动区 （Hanes & Schall, 1996; Muggleton, Chen, Tzeng, Hung, & Juan, 2009 ）、辅助眼动区（Stuphorn, Taylor, & Schall, 2000; Stuphorn & Schall, 2006 ）、前扣带（Ito, Stuphorn, Brown, & Schall, 2003; Chevrier, Noseworthy, Schachar, & Sinha, 2007 ）、前额叶辅助运动区（pre-supplementary motor area, Pre-SMA, ）（Li, Huang, & Constable, 2006; Chen et al., 2008 ）。 以上是与注意力和执行功能最常用的实验典范 ，早期学者们发展出这些作业时 ，研究之对象主要为动物实验以及成人实验 ，经过长期累积的研究建立出稳定且有效的典范 ，随后也开始把这些作业用于研究儿童认知功能的发展上 ，同时也用来比较正常发展以及发展缺陷两个族群的表现差异 ，从作业反应时间以及错误率等指标可以观察两个族群在不同作业表现上之差异 。藉由这样的比较方式 ，可以得知发展缺陷儿童是在哪些认知功能上产生问题 。本论文强调抑制能力的原因之一 ，便是因为很多常见的发展疾病都有抑制能力缺损的问题 ，注意力不足既过动症为常见发展疾病之一 ，Swanson 等人 （1998 ）的研究指出 ADHD 族群展现注意力网络之缺损 ，尤其是在警觉性网络以及执行功能网络。Johnson 等人 （2008 ）以前述儿童注意力网络测验来测量正常儿童与ADHD ，结果显示ADHD 儿童在警觉性网络表现上观察到较高的错误率 ；在冲突解决作业表现上则观察到较长之冲突分数及较高之错误率 。Schachar 、Tannock 、Marriott 与 Logan （1995 ）探讨ADHD 儿童在抑制控制上的缺损 ，实验比较年龄在7~11 岁 ，平均IQ 为 107 之33 名ADHD 儿童 与 22 名正常儿童 ，实验使用停止信号作业来评估抑制控制能力 ，结果发现 ADHD 组儿童在抑制功能的表现上比正常儿童组差。Armstrong 与Munoz （2003 ）使用眼动方式之停止信号作业也发现ADHD 组相较于控制组表现出更多冲动眼动情形。也有研究指出工作记忆的缺损为ADHD 族群主要症状之一 （Barkley, 1997; Klingberg, Forssberg, & Westerberg, 2002 ）。上述研究显示ADHD 儿童似乎是执行功能产生问题 ，执行功能对儿童学习复杂技能是重要之功能 。这一部分将会在第四部份做进一步探讨 ，接下来第三部份将先介绍注意力功能之发展 。

儿童注意力之发展情况

婴儿出生后 ，随着视觉的神经通路逐渐成熟 ，视觉注意力便开始发展 。在人类视觉相关的生理发展上 ，刚出生的婴儿 ，主要是以跳视 （saccade ）的方式 ，去注意一个会动的物体 。在三个月大后 ，负责眼睛动作计划和视觉搜寻的额叶眼动区开始发展 ，此区域树状突 （dendrites ）的生长和髓鞘（myelin ）的包裹，使婴儿增加了预期眼动的能力，此时逐渐可以预测物体移动的方向（Johnson, 1997/200 1 ；Johnson, 1997 ）。奠基在神经生理的研究上 ，学者 Ruff 与 Rothbart （1996）提出注意力的发展大致可分成两个系统 ，包括 ：导向性注意力系统 ，以及更高阶的执行功能系统 。

（一） 导向性注意力系统的发展

婴儿在一岁之前 ，已开始发展导向性注意力系统 ，此注意力系统由婴儿对外界环境的新奇感所产生 。婴儿会被新奇的事物所吸引 ，直到对同样刺激习惯化 （habituation ）后 ，再转移注意到其他更新出现的刺激 ，行为上可用头的转动导向刺激物或对刺激物的凝视时间 ，甚至是心跳速率（图10 ）来测量婴儿注意力 ，并推估其发展的状况 。回顾 Johnson以及 Posner 等人的文献 ，大致而言 ，婴儿约2~4 个月便发展出将注意力导向周边物体且投注 （engagement ）在目标物的能力 ，大约出生4 个月后 ，才逐渐能抽离原本的注意力位置 （disengagement ），并将目光重新导向新的周边刺激物 ，此为转移性注意力 （shifting attention ）（Rothbart & Posner, 2001 ）。随着婴儿眼动控制的日趋成熟 ，逐渐发展出内隐性的转移性注意力及持续性注意力 （sustained attention ），此时婴儿逐渐可以持续的注意物体 ，暂时不会被旁边不相干的物体干扰 。

图10 以心跳速率来观察婴儿看物体的维持性注意力 （改自Colombo, 2002 ）监控婴儿看物体时之心跳速率 ，其视觉注意力可分三阶段 ：1.导向 ：反应出婴儿多快能注意到目标物 ，为注意力投注的时期 ；2.持续性注意力 ：为婴儿看目标物时，心跳速率的减速期 ；3.注意力终止 ：心跳速率减速期的终点 ，为注意力从原本的投注转换为注意力释出的时期 。

（二）执行功能注意力系统的发展

学龄前阶段是执行功能主要的发展时期 （Rueda et al., 2004 ）。学者Anderson （2002 ）提出一个执行功能的模型 （图11），认为此种能力可分成四大类 ，包括 ：1）注意力的控制 ，儿童需要选择性地将注意力放在重要的认知活动上 ，同时抑制掉不必要的分心物或吵杂声等干扰。若注意力的控制不好 ，便容易有冲动控制不佳的行为表现 ；2 ）讯息的处理 ，随着年龄发展 ，儿童的口语表达流畅度和对外界人事物的反应速度都会进步 ；3 ）认知的灵活度 ，儿童是否能根据当下的错误经验实时去修正自己的行为 ，以适应新环境的挑战。若认知的灵活性不够 ，便容易有固着行为出现 ；4 ）目标的设定，执行一个动作计划和概念的推理 。

图11 执行功能模型 （改自Anderson, 2002 ）

执行功能模型包含四大向度 ：1 ）注意力的控制 ；2 ）讯息的处理 ；3 ）认知的灵活度 ；4 ）目标设定 。后三项彼此之间有交互作用 （双向箭头），人类会需要同时运用此三项能力来执行一个行为表现 ；而第一项注意力的控制是最早发展出来的能力 ，注意力控制的好坏会直接影响到后三项的能力表现 （单向箭头），故其中的选择性注意力 、自我调节、自我监控和抑制能力尤其重要。这四项能力在儿童时期会快速地成长 ，直到成人时期额叶发展成熟后才趋向完善 ，每一种能力都有不同的发展曲线 。Anderson （2002 ）以执行功能模型 ，推估出四大向度的发展曲线 。大致上 ，从图 12 可以看到4~7 岁为执行功能发展的剧烈变化期 ，包括孩童注意力控制的抑制能力 、讯息处理的速度和流畅度 、在不同作业间转换的弹性 、以及简单的动作计划能力 ，都在学龄前阶段有重要地成长 。

图12 四种执行功能的发展曲线 （改自Anderson, 2002 ）

（三）孩童发展的敏感期及神经可塑性

出生后人类的大脑主要依赖神经元的突触 、树状突和神经纤维的继续生长 ，让脑部的神经网络交织的越密集 ，当神经网络交织的越密集 ，不同脑区间的讯息传递和讯息处理便越有效率 。此外 ，神经纤维外面包的一层髓鞘也能让讯息传递的更有效率 。当突触密度增加到一定程度后 ，会进行突触的修剪 ，它反应的是当孩童能力达到某种程度后 ，因为经验的累积和熟稔 ，同样的活动可能需要比较少的心智努力 。突触的增加和修剪的速度不一 ，但它们之间的重组和连接受到后天环境经验的影响 。学习或给与孩童环境刺激的重点 ，便在于刺激神经纤维和突触的生长和重组 。学者Huttenlocher 认为突触的大量生长和孩童大脑的可塑性有很重要的关系 （Johnson, 1997/200 1, Huttenlocher, 1990 ）。

学者Chugani （1998）研究不同脑部区域的葡萄糖代谢变化 ，发现从出生后第一年大脑的新陈代谢率会急速增加 ，直到 4~7 岁为最高期 ，此时儿童大脑皮质的葡萄糖需求量为成人的两倍 ，4岁至 10 岁之间 ，大脑维持极高的比例需要持续较多的养分供给 ，直到青少年期 16 至18 岁代谢量才逐渐下降至与成人相同 。此研究显示学龄前阶段为大脑认知学习的敏感期 。

另一方面 ，注意力功能 ，尤其是执行功能 ，虽具有高遗传性 （Fan, Fossella, & Posner, 2001 ）。基因与行为对应之研究指出某些基因 ，例如多巴胺D4 受体 （Dopamine D4 receptor, DRD4 ）、多巴胺输送子 （Dopamine transporter, DAT1 ）、儿茶酚胺氧位甲基转移酶 （Catecholamine-O-methyl transferase, COMT ）、单胺氧化酶（Monoamine oxidase, MAOA ）等与注意力功能有关（Fossella et al., 2002; Fan, Fossella, Summer, & Posner, 2003 ）。但是目前已有研究指出 ，即使注意力功能受到先天之影响 ，但后天的介入能改善其效能 。学者Rueda 、Rothbart 、McCandliss 、Saccomanno 与Posner（2005 ）的研究 ，显示出注意力发展的可塑性 ，实验之脑波证据指出 ，学龄前孩童经过注意力训练之后 ，相较于未经训练之孩童在前额叶区及额叶顶区产生的脑波 ，展现出与成人较为类似之型态 。注意力训练的研究显示 ，即使执行功能受到先天上基因之影响 ，但是经由后天教育介入是可以增加它的效率的 。虽然基因 、神经网络和行为表现之间是环环相扣的 ，但一个环节的改变有可能影响其他环节 ，例如 ，注意力功能有其对应之神经网络系统 ，经过不断练习之后 ，增进了神经之间的联结，而大脑神经网络之改变，又可展现在与注意力相关的行为表现上。Olesen 、Westerberg与Klingberg （2004 ）、Westerberg 与Klingberg （2007 ）之研究中也指出 ，经过工作记忆的训练后 ，在前额叶及顶叶区观察到更多活化情形 。McNab 等人 （2009 ）的研究中 ，进一步从神经传导物质的层次来探讨工作记忆训练对于大脑所产生的变化 。过去研究显示神经传导物质之一的多巴胺 ，（Dopamine ）与工作记忆的活动有关 ，研究结果发现经过训练之后工作记忆容量之变化 ，与前额叶及顶叶区的多巴胺D1 受体结合 （binding potential, BP ）之改变量 ，两者之间是有关联的 。

（四）影响注意力发展因素

就目前已知的研究成果 ，儿童的注意力发展 ，在过程中除了会受到先天基因的调控外 ，后天的环境以及教育也是影响发展的共同因素 。在正常发展曲线中 ，认知表现会随着年龄成长而随之增加 ，但是发展迟缓表现随年龄增加之效率较慢 ，两者之间存在着一段差距 。造成这段差距有许多原因，如：X 染色体易裂症（fragile X syndrome ）为先天基因上之缺陷病患，展现出注意力不足 、过动、及智能障碍等缺陷 （Cornish et al., 2004 ），研究也显示执行功能受到基因的影响 （Fossella et al., 2002; Fan et al., 2003 ）；以及后天环境造成例如父母之社经地位、成长环境丰裕与贫困等因素影响 。另一方面 ，学者Chua 、Boland 与Nisbett （2005 ）研究不同文化之间注意力表现的差异 。作业的内容为呈现36 张以动物或非生物 （如 ，飞机）为主体的图片 ，即 ，每张图片都有一个主体出现在真实存在的环境背景中 ，再以眼动仪纪录受试者眼动的位置 。结果显示 ，西方成人主要会将注意力放在图片中的局部物体上 ，如 ：图片中的主体老虎 ；但东方人主要是将注意力放在图片的背景讯息上 ，如 ：老虎伫立在河流旁的石头上 。其结果显示不同文化背景的人 ，可能有不同的认知处理方式 。文化的差异会影响注意力聚集的地方 ，注意力分配的位置不同 ，代表认知系统对于外界讯息处理的重点不同 。目前的研究结果主张西方的成人对于局部物体的改变较易察觉；而东方的成人对于整体背景的改变似乎较敏感 。这些在成人身上的发现能否推论到儿童 ，还需进一步的研究证实 。另外西方与东方儿童 ，何时在此能力开始产生差异 ，也是一个有趣的研究议题 。而在儿童的相关研究中 ，学者 Chiu （1972）分别让西方和东方的小学学童看三张图片 ，如 ： 男人 、女人和婴儿图片 ，并要求学童从中挑选两张放在一起 。结果显示 ，西方学童倾向依照类别来做挑选 ，如 ：选择男人和女人的图片 ，因为两者都是成人。但东方学童则倾向依照背景来做挑选 ，如 ：选择女人和婴儿的图片 ，因为母亲要哺育和照顾婴儿。此结果推论为文化的不同 ，造成儿童对知觉到或注意到的讯息处理方式也会不同 。综观目前研究显示 ，儿童的注意力发展除了会受到先天基因的调控外 ，也会受到后天的环境 、文化背景和成长经验的影响 。

注意力和执行功能与学习的关联

由于「学习」一词指称的范围很广 ，本文探讨的 「学习」主要包括一般儿童的整体课业表现 、阅读能力和算数能力 ，并比较学习障碍者与一般儿童的表现差异 。回顾过去与学习相关的研究 ，大多数的文献皆着重在探讨执行功能与课业表现 、阅读和算数的关联。延续本论文第一节所述 ，执行功能可视为注意力的一种拓展和延伸 ，并包括了数种不同的次能力 ，如 ：工作记忆 、持续更新讯息的能力 、认知转换的能力 、抑制能力 、冲突解决能力和组织计划 。因此以下的讨论将以执行功能与儿童学习的关联为主 。

（一） 注意力和执行功能与课业表现

过去的研究指出小学五、六年级学童的执行功能与他们的课业表现有关（St ClaiThompson & Gathercole, 2006 ）。工作记忆较好的学童 ，在英文科和数学科的表现也较好 。由于英文的阅读、写作和拼音 ，都需要运用工作记忆并整合有效的讯息 ，才能理解问题或写出一篇有架构的文章 。有效的工作记忆也可以加快数学的解题速度 。另外 ，若仅比较工作记忆能力相当的一群人 ，其中抑制能力较好的人 ，除了英文和数学科外 ，自然科的表现也较好。这显示抑制能力所扮演的可能是一个中介调节的角色，虽然抑制能力与整体的课业学习有关，但并非直接协助知识或技巧的获得 ，主要为调节工作记忆和课业表现的关联 。但抑制能力究竟是如何协调两者 ，目前的研究结果尚未有通盘一致的结论 。现阶段可知工作记忆能力的好坏与课业表现的关联最为明确 ，研究也建议有架构的学习方式可减少工作记忆的负荷量 ，增强工作记忆不好的学童之课业学习表现 。

（二）注意力和执行功能与阅读能力

过去研究显示学龄前儿童的专注程度 ，可有效预测小学阶段的阅读表现 （Horn&Packard, 1985）。投注的注意力越多 ，越可能记得文章中的讯息 。而工作记忆处理的效能越好(尤其是口语的记忆广度越大），阅读的表现也可能越好 （Savage, Cornish, Manly, & Hollis, 2006 ）。因为若儿童能回忆的文字越广 ，其阅读的速度、正确率和对文章的理解力也会较好。而有阅读障碍的儿童 ，在工作记忆 、冲突解决和计划能力上 ，都显著低于一般儿童 。工作记忆的好坏会受到作业难易度的影响，当作业要求儿童正向回忆时，阅读障碍与一般儿童的表现无显著差异。但在反向回忆中 ，阅读障碍儿童的表现则明显较为低落。另外 ，研究显示虽然阅读障碍者认知转换能力的正确率与一般儿童相当 ，可以适时改变答题的策略 ，但其思考的时间会较长 。

（三）注意力和执行功能与算数能力

研究显示执行能力的好坏 ，可以预测儿童早期的算数能力 （Swanson, 2006 ）。纵贯性研究调查小学一、三和五年级的学童在数学和认知转换的表现 ，结果发现在小学一年级时 ，认知转换能力越好的人 ，其算数的表现也较佳 ；但三年级后两者的相关便未达显著 （Mazzocco & Kover, 2007 ），反映出儿童早期的执行功能对学习的影响 。过去研究也发现 ，当学童对数学题目的理解能力都大致相同时 ，执行功能越好的人 ，越可能有较佳的乘法解题能力 （Agostino, Johnson, & Pascual-Leone, 2010 ）。尤其针对乘法难度较高的题型 ，持续更新讯息的效能越佳 ，学童越能整合与问题相关的讯息(乘数和被乘数）并更新与问题不相干的讯息 ，因此算数的表现也会越好。另外 ，当学童的专注力越高且工作记忆的广度越大 ，越能够有效统整题目中的不同线索 ，其乘法的解题能力也会越好 。而研究也显示数学能力较差的儿童 ，其抑制能力通常也较差，但抑制能力究竟如何影响孩童的算数表现 ，尚有待更多的研究厘清 。

发展性计算障碍者（developmental dyscalculia ）亦可能有注意力和执行功能的缺损（Askenazi & Henik, 2010 ）。研究显示计算障碍者有较差的警觉性分数 ，无法有效维持注意力在警醒的状态 ，导致实时从环境中获取有用线索的能力较为低落。另一方面，计算障碍者的执行菜单现亦较差 ，无法有效抑制周边干扰物的影响 ，导致需要花较多的时间才能做出正确的冲突解决反应 。

（四）注意力不足暨过动症的学习表现

注意力不足暨过动症产生的症状和种类繁多 ，因此造成课业表现成败的原因也可能不同 ，然而过去研究显示 ，注意力和执行功能的处理效能和学习的表现有高度相关 。同时 ，研究也指出注意力不足暨过动症或合并阅读障碍的儿童 ，执行功能的好坏和阅读作业表现的正确率有关 （Bental & Tirosh, 2007 ），执行功能越好的人 ，其阅读的能力也越好 。但这些研究只能说明注意力和执行功能可能是其中一种调节因素 ，上述的两项认知能力对学习影响的确切机制为何 ，尚需更多的研究厘清 。

儿童早期阶段之注意力和执行功能的处理效能 ，可作为预测儿童往后的课业学习 、阅读能力和算数能力的指标 。此结果有助于提早发现未来在学习上可能会有困难的儿童 ，因此突显儿童早期注意力和执行功能的发展是个重要的研究议题 。同时也使学者提出一个想法 ：若能早期发现注意力和执行功能低落的儿童，是否有办法藉由行为训练等方式，改善其注意力和执行功能的效能 ，进而增进儿童的学习表现？以下将以注意力训练为例 ，回顾与注意力训练相关的研究。

（五）注意力训练相关研

过去的研究已明确指出注意力在学习上扮演的角色 ，而注意力功能是否能经由训练增加其效能呢？Posner 与Raichle （1996）认为注意力训练 （attention training, AT ）是一种针对某种特定注意力认知功能做重复的练习之后，此功能的效能会逐渐增加的一种概念。前述提到Rueda 等人（2005 ）的研究显示出即使执行功能受到先天上很大的影响 ，但是经由后天教育介入是可以增加它的效率的。除此之外 ，Posner 与Rothbart （2007 ）认为注意力功能的训练 ，其效能之增进不只局限于注意力功能 ，甚至可以类化 至其他认知功能 ，例如智力 （intelligence ）。已有许多研究探讨不同族群以及不同年龄层 ，注意力训练之效果 ，包括正常受试者 、注意力缺陷受试者 、脑伤病人 、学龄前儿童 、学龄儿童 （Tamm et al., 2007 ）。Rueda 等人 （2005 ）之研究当中 ，以针对儿童执行功能所发展之注意力训练计划（attention training program ），对 4 岁及 6 岁之儿童进行注意力训练研究，训练的内容包含 12 个媒体游戏 。首先是让孩童熟悉游戏杆操作的游戏 ，接下来是与训练执行功能 。 例如预测及计划 、工作记忆 、冲突解决 、以及冲动抑制的游戏 。实验组以游戏杆进行注意力训练之操作 ，控制组则是看相同时间之卡通影片 ，并且在影片进行中每隔三十秒至一分钟影片会停止 ，此时儿童须按键让影片继续进行 。在训练前与训练后使用注意力网络作业来评估注意力之效能是否有所增进，并且以脑电波仪（Electroencephalogram, EEG ）探讨注意力训练在大脑中产生之变化 ；以 Kaufman Brief Intelligence Test （K-BIT ）这套测验工具评估智力表现之改变 。ANT 中的冲突分数虽未观察到显著的训练效果 ，但事件相关脑电位 （Event-Related Potential, ERP ）之数据，显示大脑前额叶 （prefrontal ）以及额叶顶区 （frontoparietal ）的N2 波 （发生在刺激呈现后约 200 毫秒的向脑波 ，被认为是额叶中与冲突解决相关的神经讯号），训练组相较于控制组展现出更为成熟之型态 。四岁训练组的型态与六岁未训练组之型态类似 ；六岁训练组相较于未训练组在额叶顶区之型态与成人型态类似 。另外在K-BIT 测验中 ，尤其是Matrices 的部分 ，显示训练组比控制组有较大幅度之进步（K-BIT 测验包含两种分测验 ，一是matrices ，测量抽象推理能力；一是vocabulary ，测量语言及从经验习得知识）。

现今研究方向与趋势

目前有关儿童注意力与学习的研究趋势，已朝多元方向发展 ，包括跨文化与跨专业的合作 。Tang 与Posner （2009 ）的文献回顾提出 ，目前的训练可分二种，其一为注意力训练主要让孩童做一些与执行功能有关的题目 ，这些题目需要工作记忆和冲突解决能力 ，而藉由反复不断地练习 ，来增进孩童与执行功能相关的脑区活化 。另一类为注意力状态训练 （Attention State Training ，AST ），用不同的感觉刺激输入来使孩童的身体反应和心理状态产生改变 ，藉此经验的改变以增进孩童注意力的表现。除了做一些与注意力训练相似的题目外，也测量孩童的自我调节能力 ，如 ：当孩童遇到压力时的当下反应和情绪状态。重要的是 ，注意力状态训练会因不同国家的文化差异 ，以及孩童不一样的经验而有所差异 。回顾目前的注意力训练的研究方向 ，也显示跨文化研究的重要性 。此外 ，目前以认知神经科学的观点去探讨注意力与抑制能力的研究已渐趋成熟，并慢慢从成人的研究延伸至儿童发展的议题上 。另一方面 ，如何整合认知神经科学的研究 ，并与教育及学习应用的领域结合 ，将认知功能发展的研究结果应用在儿童的教育学习上 （图 13 ），也是目前国际学术界研究的趋势 ，这些研究的方向与趋势 ，极需各个领域的专家 ，不断的进行讨论与沟通 ，以找出最合适的整合性研究方法 ，专业间跨领域的研究整合 。

图13 跨领域整合与应用 （改自Ansari & Coch, 2006 ）

要推动认知神经科学与教育的结合 ，需要来自不同领域研究的科技整合 ，包括教学与学习之研究 、教师及研究者教育 、课堂实际应用和教育政策等 。不同领域之间的结合 ，能让大脑 、教育与学习科学更加蓬勃发展 。透过专业间的整合 ，不仅能对大脑认知与学习的研究有所突破 ，研究的成果也能透过整合应用至实际课堂教学上 。图中不同领域之间以双箭头联结代表互相对话 ；图右边之直虚线的联结表示两者关联较为明确 ，也有较多的研究 ；图左边之曲实线代表目前较少有研究去探究 ，显示出如何将教学与学习之研究与教育界做整合 ，是未来重要的趋势 。

结语

儿童注意力的发展对其日后学习表现的好坏扮演了关键性的角色 ，以认知神经科学的角度探讨此议题时 ，会依据学者们提出的理论基础 ，并用相关的实验作业去测量此能力 。例如使用反向眼动作业或信号停止作业 ，以研究儿童在冲动行为抑制的能力与发展曲线 ；使用注意力网络作业以研究儿童注意力的发展 。这些作业 ，无论在认知心理或脑神经机制上都较有完备的理论基础 ，这提供了很好的参照标准 ，让研究者可以从成人的相关研究发现 ，去探索儿童认知能力的发展与障碍产生的原因与机制。本文回顾常用的注意力理论 ，目前注意力被视为由不同脑区之间，包括警觉性网络 、导向性网络和执行功能网络 ，所共同负责的一种能力 ，这些网络之间的发展 ，以学龄前阶段 4 岁至 6 岁的执行功能发展尤为重要 ，此种高阶的执行功能也是注意力网络的一部分 ，与冲突解决和抑制能力有密切的相关 ，而这些能力若表现低落 ，反映在儿童身上可能将是其课业学习的表现不佳 。后续有很多学者致力于探讨注意力与学习效能之间的关联 ，包括比较一般儿童与注意力缺损儿童的作业表现差异 ，发现注意力缺损的儿童其学业表现也较低落 。

正常发展与发展缺损之间存在着一段差距 ，许多学者致力于缩短这段差距，研究出可行的训练方案，让发展缺陷之族群在认知功能 、学业表现 、及社会适应能力可以显著的进步（Ramey, 1998 ）。要达成此目标有赖于跨文化和跨专业间的研究整合，也需要考虑儿童后天经验的差异－不同的生活环境和成长背景。如：不同文化背景的人，有不同的知觉和注意力处理的方式（Chua, Boland, & Nisbett, 2005;Chiu, 1972 ），而注意力状态训练，便是一种因应不同的文化差异，以及儿童不一样的成长经验，所发展出来的另一种提升注意力的方式（Tang & Posner, 2009 ）。这些注意力训练的方案 ，能否全盘移植到台湾的教育与文化环境 ，尚待许多理论与实证的研究加以测试与证实 。此外，将目前儿童的注意力研究发现结果应用至学习上，也是未来一个重要的方向 。虽然已知学龄前4~6 岁是注意力和执行功能发展快速的时期，但目前台湾在这一方面的研究尚未完备，有关儿童注意力与抑制控制能力相关的研究并不多 ，期许未来除了能从认知神经科学的方法和跨领域的整合方向 ，来探讨儿童注意力发展与学习之关联外，可逐渐进一步将认知神经科学知识应用于儿童的教育学习上 。