論文精読："Efficiency of Executive Function: A Two-Generation Cross-Cultural Comparison of Samples From Hong Kong and the United Kingdom/実行機能の効率化ー香港とイギリスのサンプルの異文化比較"
要約
アジアの就学前の子どもたちは欧米の子どもたちよりも早く実行機能（EF）を身につけているが、この優位性が幼児期以降も大人になっても持続するかどうかについては、ほとんど知られていない。このギャップに対処するために、今回の研究では、9歳から16歳までの子どもとその両親の大規模なサンプル（n = 1,427）に4つのコンピュータ化されたEFタスク（抑制、ワーキングメモリ、認知柔軟性、計画性の測定を提供する）を与えました。参加者は全員、英国または香港に住んでいた。本研究で得られた知見は、発達的視点と文化的視点を組み合わせることの重要性を浮き彫りにし、拠点間での類似性と対照性の両方を示しています。具体的には、大人のEFパフォーマンスは2つのサイト間で差がなく、子供と親の両方の実行機能の年齢に関連した変化は、適度な世代間の相関と同様に、文化的に不変であるように思われた。対照的に、香港の学齢期の子供と青年は、4つのEF課題すべてにおいて、イギリスの同等の子供たちを上回っていたが、これは就学前の子供たちから得られた以前の調査結果と一致していた。
目的
実行機能（EF）は、柔軟で目標に向かった行動と新規または複雑な状況への適応的な反応を支える高次の認知プロセスのセットとして定義されており(例えば、Hughes, Ensor, Wilson, & Graham, 2010を参照)、認知心理学者と発達心理学者の両方から顕著な関心を集めている。例えば、メタ分析的レビューでは、実行機能の変動が外在化問題の個人差(Astill, van der Heijden, van IJzendoorn, & van Someren, 2012; Schoemaker, Mulder, & Dekovic´, 2013)、心の理論(Devine & Hughes, 2013)、数能力(Bull & Lee, 2014)、識字力(Kudo, Lussier, & Swanson, 2015)などと関連していることが示されている。
この研究と並行して、他の研究では、EFスキルに対する親の影響を特定し、社会的要因がEFの発達にどのように影響を与えうるかを検討している。例えば、EFスキルには世代間相関がある（Cuevasら、2014）だけでなく、親の足場（scaffolding）（レビューについては、Hughes、Roman、＆Ensor、2014を参照）、アタッチメント（Bernier、Beauchamp、Carlson、＆Lalonde、2015）、およびバイリンガル（Bialystok、Craik、Green、＆Gollan、2009）の有益な効果が報告されている。逆に、他の調査結果は、家族の混乱（ブラウン、アッカーマン、＆ムーア、2013）、虐待（レビューについては、Belsky＆デハーン、2011を参照）、および母親のうつ病（ヒューズ、ローマン、ハート、＆エンソー、2013）への暴露がEFへの悪影響を持っていることが示されている。
しかし、家族の影響は真空状態では存在しないため、子どもの実行機能に及ぼす文化的な影響にも注意を払う必要がある。アジア諸国の未就学児は、欧米諸国の未就学児に比べて、EF課題の成績が良いことが特徴的であり、一貫した知見となっている（例：Lewis et al. 2009; Sabbagh, Xu, Carlson, Moses, & Lee, 2006）。この対比は、社会化の目標と実践の違いを反映していると解釈されている。アジアの子どもたちは、幼少期から自制心の重要性を教えられる傾向がある。これまでのところ、実行機能の異文化比較は主に未就学児に限定されており、この東西の違いは実行機能に特有のものであり、心の理論などの関連する認知能力には及ばないことを示唆する別の文献によって枠組み化されてきた。この研究の発達範囲を思春期前まで拡張して、Wang, Devine, Wong, and Hughes (2016)は、香港（HK）出身の子どもたちがイギリス（UK）の同世代の子どもたちと比較して、現地の学校やインターナショナルスクールに通う子どもたちを対象とした2つの別々の研究で、実行機能に優位性があることを報告している。同じ2つの研究サンプルでは、学校の種類にもよるが、心の理論については逆の方向に優位性があることが示された。言い換えれば、一般的な文化の違いは、実行機能の地理的な違いに寄与しているように見えるが、教育経験は、子どもの心の概念の発展に特に顕著に現れるように見える（Hughes, Devine, et al., 2014も参照のこと）。
Imada, Carlson, and Itakura（2013）は、注目に値する別の異文化研究で、日本の4歳から9歳までの子どもたちが、実行機能と文脈感受性の両方のテストで、米国の子どもたちを上回っていたことを明らかにした。これらの知見を論じるにあたり、著者らは、全体的でグローバルな思考スタイルと、古代中国や古代ギリシャの哲学的遺産を反映した分析的でローカルな情報処理スタイルとの間にコントラストがあることを示す成人研究を引用した（例：Nisbett, Choi, Peng, & Norenzayan, 2001）。しかし、このような文脈に敏感な説明は、以前に報告された中国の遠近法の優位性についての最近の再分析によって、実行機能における集団の違いに疑問を投げかけられている（Wu & Keysar, 2007）。具体的には、時系列分析をアイトラッキングデータに適用することで、Wu, Barr, Gann, Keysar (2013)は、集団のコントラストが処理の非常に遅い時期に出現することを示し、これは知識の統合ではなく、トップダウンの抑制におけるコントラストを示しているとしている（すなわち、文脈感受性ではなく、実行機能におけるコントラスト）。しかし、著者らが認めているように、実行機能を直接測定しない限り、実行機能における東西のコントラストが幼少期を超えて拡大しているとは結論づけられない(Wang et al., 2016)。我々は、実行機能におけるアジア人の優位性が、幼児期後期（仮説1）と成人期（仮説2）にまで及んでおり、各タスクのEFスコアが子と親の間で相関しているという仮説を立てた（仮説3）。
最後に、文化的な影響は静的なものではなく動的なものであるということに注意する必要がある。急速に変化する世界では、コホート効果を期待することができ、そのため、世代間のコントラストの大きさや性質（またはその両方）が世代間で異なる可能性がある。現在の実行機能に関する異文化間の研究において、本研究は、私たちの知る限りでは、世代間のデザインを採用した最初の研究である。これまでの研究では、同じ文化圏の親子間で相関関係が見られたが、それが文化を超えて一貫しているかどうかはまだ分かっていない。この研究には、さらに2つの強みがある。第一に、全く同じEF課題を親子で実施したことで、初めて親子の比較が可能になった。第二に、コンピュータ化されたバッテリーを採用し、クラス全体でのテストを可能にした。その結果、従来の研究に比べてサンプル数が多いため、結果の信頼性が高まり、初めて各文化集団内での加齢に伴う実行機能の変化を比較することが可能となった。
方法
参加者
この研究には、合計886人の子供と541人の親が参加した（追加の人口統計学的詳細は表1に示されている）。この全体的なサンプルから、合計540人の完全な親子ダイアドが家族分析に利用可能であった。このサンプルは、香港の州立学校と私立学校から募集されたが、英国の州立学校からのみ募集された。この年代の学童が私立学校（つまり入学金を支払う必要のある学校）に通う割合は、香港では約22％、英国では約7％であったことから、採用のパターンは予想通りであった。イギリスの親子のサンプルサイズが異なるのは、低所得地域の学校に通う子どもの保護者を集めるのが難しいことを反映していると考えられる。また、英国の二人組サンプルには23組の兄弟が含まれていたことも注目に値します。このプロジェクトに関与したすべての大学の倫理委員会がこの研究プロジェクトを審査し、承認した。すべての親は書面による同意を、子どもは口頭で同意した。イギリスの家族には20ポンドが与えられ、参加した子供たちには小さな賞品が贈られた。香港の家庭には300香港ドルが支給され、参加した子供たちには少額の賞品が与えられました（インセンティブを与えたくない学校が1校あったのを除く）。また、すべての学校には、参加のためのプレゼントが用意された。
解析対象となった840名の子供のうち、8名を除く英国の子供は全てのEF課題を完了していた。香港の両親16名、英国の両親25名、英国の子供37名については、人口統計学的データが欠落していた。
表1 参加者の人口統計学的情報
Note: 香港のサンプルは広東語の他に 15 言語、イギリスのサンプルは英語の他に 43 言語を話す。a. この合計は親の数よりも若干多いが、これは親が両方参加していたり、同じ家族の複数の子供（または両方）が参加している場合があるためである。b. 中等教育修了（または大学入学）を 14 年、学士号取得を 18 年、修士号取得を 20 年、博士号取得を 22 年とした。
デザイン
我々の全体的なデザインは、2 つの被験者間要因、すなわち、場所（イギリスか香港）と世代（親か子か）で構成されている。両方の場所で、親と子は同じ EF タスクを完了し、タスクのパフォーマンスを直接比較することができた。ファイアウォールによる複雑さを避けるために、同じプログラムをイギリスのサーバーと香港のサーバーにインストールし、同じ安全なWebサイトから管理した。タスクの説明書は非常に限られているが、香港の参加者のために中国語に翻訳した。参加者は、1回のセッション中に4つのEFタスクをすべて完了した。パフォーマンス測定は、複数の試行における精度と反応時間(RT)であった。したがって、正解数の合計を正解のあった試行の平均反応時間で割って計算された効率スコアを使用することで、速度と正確性のトレードオフを説明することができた。
この大規模な研究プロジェクトでは、(a)実行機能に対する家族の影響、(b)実行機能の教育的影響についての質問も出されたが、これらの追加質問に関する結果は、スペースと一貫性を考慮して別々に報告する。これらの追加質問に関する結果は、スペースと一貫性を考慮して、別途報告する予定である。この研究プロジェクトに資金を提供するための助成金の申請書に記載されているように、我々は、各サイトから 300 の親子ダイアドからデータを収集し、完全なデータセットまたはサブセットを使用して階層的回帰または構造方程式モデルのいずれかを実行するのに十分な統計的な力を確保することを目指した。この目標はほぼ達成されたが（n = 590）、パートナーの1人がEF-タスク・バッテリーを完了していなかったため、今回の分析から一部のダイアドが削除された。
材料と手続き
私たちは、既存の安全な Web サイト Thinking Games (詳細と刺激画面の例については、http:// instructlab.educ.cam.ac.uk/TGsummary/ を参照) を使用して EF バッテリーのタスクを管理した。参加者は、必要に応じてタスク間に休憩を入れながら、様々な順番でタスクを完了させた。一般的に、子どもたちは学校で（クラス全体を巻き込んだセッション中に）EF課題を完了させ、保護者は自宅で課題を完了させた。しかし、各施設の中には、大学の研究室で課題を完了させることを選択した家庭もあった。参加者には、正確さを保ちつつ、できるだけ早く回答することが奨励された。
抑制：ストップ信号課題
ストップー信号課題(Logan, 1994)の子供向けバージョンである課題は、サッカーボールが画面の左側または右側の中央に配置されたサッカー場の画像で構成されていた。108回の試行（3ブロック）ごとに、サッカーボールが画面の左側にあるときはキーボードの左矢印キーを押すように指示され（54回）、サッカーボールが画面の右側にあるときは右矢印キーを押すように指示された（54回）。ただし、20%の試行でランダムに鳴らされた審判の笛を聞いたときは押さないことになっていた。標準的な停止信号の手順に従って、絵の提示と笛の提示の間のギャップを、参加者の精度に応じて増減させた。最初の笛は、絵が現れてから250ms後に鳴らされた。参加者が反応を抑制することに成功した場合は、次の停止試行で50ms後に笛が鳴らされた。参加者の反応が抑制されなかった場合は、次の試行でサッカー場の絵が50ms早く表示された。
ワーキングメモリ：空間スパン課題
Corsiブロック課題(Corsi, 1972)を修正して、前方試行(最初に提示される)と後方試行の2つの部分に分けた。各試行では、画面には 9つのボックスがあり、そのうちのいくつかは事前に選択された順序で点灯した。マウスを使って、参加者にはボックスを同じ順序（フォワード、短期記憶）、または逆の順序で（後ろ向き、ワーキングメモリ)選択するように求められた。2回のフィードバックセッションの後（それぞれ2つの箱)、参加者は長さの異なるセットを実施した。各前方試行は次のようなシーケンスで構成されていた。つまり、2つ～9つの箱が使用された。後方試行は２つ～７つの箱で構成されていた。それぞれの数の箱が2回出現するので、練習試行を含めて、前方配列は18試行、後方配列は14施行である。5回連続で失敗すると、テストは自動的に停止する。後方試行の結果のみ本稿で報告する。
シフティング：形状一致課題
このタスクは、Ellefson, Shapiro, and Chater (2006)が使用したタスクを少し修正したものである。128回の試行があり、各試行には4つの同時イベントが含まれていた。画面中央のターゲット図形は、形状（三角形または円）、色（青または赤）、またはその両方によって変化した。画面上部には、形や色でソートする指示が表示された。画面の下隅には、対象の形に合った小さな図形と対象の色に合った図形が表示されていました。参加者は、コンピュータのキーボードの2つのキーのうち1つを押すことで、形状や色によるソートの指示に従った。 試験は、4つの32試験ブロック（参加者間でカウンターバランス）内にランダムに提示された。2つの純粋なブロックには、すべての色の試験またはすべての形状の試験のいずれかが含まれていた。2つの混合ブロックには、色と形状の試験の両方が含まれており、2つの試験ごとにタスクを変更する交互実行順序（すなわち、色、色、形状、形状、色、色、色、形状、形状、など）を使用して提示された。これらの混合ブロックのうちの1つは色の試行から始まり、もう1つは形の試行から始まりました（ここでも、これは参加者間で相殺されていた）。このようにして、リピートとスイッチの2種類の試行があった。リピート試行（ピュアとミックスのブロックを含む）では、参加者は直前と同じ課題を続けた。スイッチ試行（混合ブロックのみ）では、参加者は前の試験とは異なるタスクを行った。
計画：ハノイの塔課題
これはWelsh (1991)が使用したタスクのコンピュータ化されたバージョンである。参加者は画面上に2つの円盤が配置されているのを見て、下のセットの円盤をできるだけ少ない手数で上のセットと一致するように配置し、大きい円盤を小さい円盤の上に置かないようにするように求められた。下のセットを上のセットに一致するように変形させるために必要な最小手数は、解答が成功するごとに増えていき、課題の難易度が上がっていった。2手で3枚のディスクの問題を練習した後(不正な手のフィードバックあり)、参加者には2、3、4、5、6、7手の3枚のディスクの問題がさらに6回出題された。これに続いて、7手、11手、15手を含む3つの4マスの問題が出題された。参加者が誤って大きなディスクを小さなディスクの上に置いてしまった場合、その手は許されないというリマインダーメッセージが表示されました。このメッセージは 2,000 ms の間、画面上に表示されたままであった。ディスクは元の位置に戻されたが、不正な手は1手としてカウントされた。より難しい問題に続くために、参加者は2つの最小手を連続して解かなければならなかった。各問題について、参加者には、新たな挑戦が与えられる前に、ゴールの配置と一致するための最大20手の手が与えられた。タスクは、参加者がこれらの制約の中ですべての問題を解くことに成功したとき、または、6回の試行では解けなかった2つの連続した問題に到達したときに終了した。
データ処理と分析
総合的な精度と正解試行の反応時間（RT）を用いて、各EF課題の効率スコアを作成しました。次に、各タスクについて個別に効率 z スコアを計算した。全参加者を用いて標準化を行った。最後に、各 EF タスクからの個々の参加者の z スコアを平均化して、標準化された EF 効率集約スコアを作成しました。因子スコアではなく、この標準化されたEF効率集約スコアを選択したのは、別の世代間の実行機能研究(Cuevas et al., 2014)との比較を容易にしたかったからであり、また、このデータセットと以前の研究(例：Miyakeら、2000; Wiebe, Espy, & Charak, 2008)では、子どもと大人では因子の解が異なっていたからである。念のため、因子スコアを用いた分析で結果を検証したところ、結果のパターンに変化は見られなかった。標準化された EF-効率集計スコアは、拠点（香港または英国）と世代（子または親）の被験者間要因を用いた 2×2 分散分析（ANOVA）を用いて分析された。我々が効率性スコアに注目したのは、正確さと応答速度の両方を説明し、正確さと応答速度を別々に分析した場合、大人と子供では異なるパターンを示す可能性があるからである。より具体的には、この種のタスクにおける大人を対象としたこれまでの研究では、一般的に精度の上限効果が示されていたのに対し（例：Logan, 1994; Miyakeら, 2000; Rogers & Monsell, 1995）、子供を対象とした研究ではより幅広い精度スコアが得られていた（例：Akshoomoffら, 2014; Astillら, 2012）。子供の精度の年齢関連の改善は、RTの年齢関連の改善と正の相関を示す傾向があるが、精度とRTの関係は中年期には同じではない。精度は安定しており、RTのパフォーマンスは低下する(例: Reimers & Maylor, 2005)。効率性スコアは、1つの分析でグループ比較を可能にしながら、精度とRTを独立して調べるという様々な問題を説明する。さらに、参加者への指示（すなわち、正確さを保ちつつ、できるだけ早く回答すること）により、効率性スコアを計算することが適切であった。
しかし、効率スコアは応答パターンを覆い隠してしまうことがある。これらの考えを調査するために、我々は、従属変数として正しい応答を持つ試験の精度とRTの標準化された集合zスコアを使用した同様のANOVAで初期分析を追跡した。精度とRTの標準化された集約は、標準化されたEF-efficiency集約スコアと同じ手順を使用して計算された。標準化された集約スコアが個々のEFタスクの1つ以上によって偏っていないことを確認するために、前の段落で説明したのと同じANOVAを実行した（各EFタスクについて個別のANOVAを実行し、そのEFタスクの標準化スコアを従属変数として使用した）。主要な知見に対する様々なバイアスの潜在的な寄与を排除するために、いくつかの検証チェックを実施した。年齢を共変量とした 2（場所：香港またはイギリス）×2（世代：子または親）の共分散分析（ANCOVA）を行うことで、2つのコアとなる人口統計学的変数（年齢と学歴）が全体的な所見に及ぼす潜在的な影響を評価した。適切な場合には、Type IエラーをコントロールするためにTukeyのポストホック検定を用いて、有意な効果と相互作用を追跡した。我々は、ηp 2 を用いて効果量を報告する。子供の標本では、小サイズの効果（ηp 2 = 0.01）を検出する力が80％、親の標本では、中サイズの効果（ηp 2 = 0.09）を検出する力が80％であり、この点でII型エラーのリスクが大幅に減少した。
結果
最初に、場所(イギリスか香港)と世代(親か子か)とそれらの相互作用がEFのパフォーマンスに及ぼす影響を調べた。また、パフォーマンスコスト指標を用いて、タスク全体のパフォーマンスと参加者のパフォーマンスのタスク内でのコントラストを分析した。今回の研究ではサンプル数が多いことを利用して、各世代における年齢と実行機能の関係を調べた。最後に、本研究の 2 世代設計に基づき、親と子の EF 性能の関連性（全体と各場所内の両方）を調査した。
場所や世代によるEFスコアの違い
EFタスク全体の効率性の平均zスコアは、場所で有意な効果を示し、F(1, 1423)=102.26、p < 0.001、ηp 2 = 0.07; 効率性は香港の方が英国よりも高かった）（図1）。 また、場所と世代の間には有意な相互作用があり、F(1, 1423) = 74.76、p < 0.001、ηp 2 = 0.05；効率は英国と香港の両方で子供では異なっていたが、親では異なっていなかった）。平均して、香港の子供は10歳の時点で英国の子供と同程度の成績を12歳の時点で達成していた。この2年の遅れは調査サンプルの年齢スパン全体に現れていた。これらの知見は、アジアの就学前児童が欧米の就学前児童よりも優れたEFスキルを示したという先行研究から得られた知見の発達範囲を拡大したものである。本研究の結果は、中年期および思春期初期において、香港の子どもが英国の子どもを上回っていたことを示しているが、この効果は親には明らかではなかった。総合的な効率性スコアの結果は、正確さの総合的な分析と、正しい回答を得た試行のRTの総合的な分析でも裏付けられた。正確さについては、世代による有意な効果があり（F(1, 1423) = 186.70、p < 0.001、ηp 2 = 0.12）、親の方が子供よりも正確であった。場所の効果は有意ではなかった（F(1, 1423) = 0.02、p = 0.89、ηp 2 = 0.00）。
図1 参加者の世代とテストされた場所の関数としての平均効率スコア
エラーバーは±1 SEM
しかし、場所と世代の間には有意な相互作用があり（F(1, 1423)=27.69、p < 0.001、ηp 2 = 0.02）、フォローアップテストでは、英国の親が最も高い精度を示し、次いでHKの親、次いでHKの子供、そして英国の子供が続いた。正解のある試験でのRTについては、場所の有意な効果があり（F(1, 1422)=42.86、p < 0.001、ηp 2 = 0.03）、HKの子供は英国の子供よりも速かった。また、世代の有意な効果があり（F(1, 1422)=141.48、p < 0.001、ηp 2 = 0.09）、子供は親よりも速かった。 全体として見ると、総合的な効率性スコアは、正確さとRTの両方で、英国の子供よりもパフォーマンスの優位性を示したHKの子供の非常に速い正確な応答を反映している。両グループの親は両グループの子供よりも精度が高かったが、これはRTが遅かったことと対になっていた。英国の親は、HKの親よりも有意に正確であったが、彼らはHKの親よりも遅い（とはいえ有意ではない）RTだったので、有意に高い効率スコアではなかった。
全体的なパフォーマンスのこのパターンは、個々のEFタスクで再現され、タスク間の相関によってサポートされていた。表 2 に示すように、4 つの EF タスクの効率スコアは、集計スコアと同様に、サンプル全体とだけでなく、個別に各世代とお互いに一貫した相関を示した（相関は 0.12 から 0.42 の範囲）。しかし、この相関パターンは2つの世代と場所で同じではなかった。さらに、これらのEFスコアと子どもの非言語的IQ（Raven's Progressive Matrices score; Raven, Raven, Raven, & Court, 1998）との間の相関は、香港では0.34、イギリスでは0.40であった。相関は子どもの2つのサンプル間で有意な差はなかった（z = 1.02, p = 0.31）。
表2 年齢と教育を考慮した後の、サンプル全体、親、子供の効率性スコア間の相関
*p < .01. **p < .001.
各ダイアドは子供とその親で構成されていたので、世代は完全に独立した変数ではないかもしれない。我々は、世代を被験者内変数として扱う追加分析で結果を完全に再現した。英国のサンプルでは、親がEF課題を完了していない子供の数が多かった。データに潜在的なバイアスがあるかどうかを検証するために、特定のダイアドにおける子供と親の両方のデータが利用可能な場合にのみ、分析を再実行しました。効率とRTの結果は同じだった。全体的な効果と相互作用は精度に関しては同じだったが、ポストホック検定では若干の違いが見られた（HKとUKの子供の間のギャップは縮小し、もはや有意ではなかった）。
年齢と教育の実行機能との関連
年齢
香港と英国の子供の年齢は同じではなく、香港と英国の親の年齢も同じではなかった。このことから、場所間の結果の違いは、親と子供の年齢差によって説明できる可能性がある。結果はこの仮説を裏付けるものではなかった。参加者の年齢に関する2（場所）×2（世代）のANOVAでは、世代の有意な主効果のみが示され（F(1, 1345) = 32,293.64、p < 0.001）、場所の主効果（F(1, 1345) = 0.05、p = 0.82）、場所と世代の交互作用（F(1, 1345) = 2.15、p = 0.14）のいずれも有意ではなかった。これは、2つの場所で子供の年齢も親の年齢も有意に異なっていなかったことを確認している。
EF 効率について報告されている場所と世代の相互作用効果は、英国の子供たちが最終的に香港の子供たちに追いつく可能性を示唆している。しかし、この結果はその可能性があることを示していない。年齢は香港の両グループの子どもたちのEFパフォーマンスの有意な予測因子であった（R2 = .12, F(1, 369) = 50.69, p < 0.001; イギリス。R2 = .14、F(1, 476) = 76.19、p < 0.001）。回帰分析では、切片は英国の子供（y = -3.17）よりも香港の子供（y = -2.45）の方が高かったが、係数は2つのグループで同様の年齢関連の改善を示していた。各年齢での改善は、HKの子供では約0.23SD、UKの子供では約0.25SDであった。図2aに示すように、10歳の香港の子供の平均EFスコアは、12歳の英国の子供の平均EFスコアと同様に、12歳の香港の子供の平均EFスコアは、14歳の英国の子供の平均EFスコアと同様であった。つまり、今回の研究に参加した子供たちの年齢スパンでは、思春期初期までにキャッチアップ効果を示す証拠は見られなかった。
図1は、香港と英国の両親の平均効率スコアが、香港の子供の平均効率スコアよりも低かったことを示している。追加の分析では、親は子供に比べて平均精度は高いが、平均RTが遅いことが示された。これらの結果は、中年期から始まるRTの年齢に関連した緩やかな低下に起因している可能性がある。年齢は親の両グループ（香港）でEF効率の有意な予測因子であった（R2 = 0.03, F(1, 248) = 6.52, p = 0.01; イギリス。R2 = 0.04, F(1, 248) = 9.65, p = 0.002）（図2a参照）。回帰分析では、切片は香港の両親（y = 0.91）と英国の両親（y = 0.89）でほぼ同じであり、係数は両グループで年齢に関連したパフォーマンスの低下が小さく、似たようなものであることを示している。各年齢での低下は、HKの両親とUKの両親の両方で約0.02 SDであった。回帰斜面の同質性の検定では、両世代間で有意に異なることが示された（F(1, 1345)=171.32、p < 0.001、ηp 2 = 0.11）。年齢を共変量としたANCOVAと、年齢を連続因子としたANOVAを用いて、2世代について別個の傾きを求めたところ、主要部位とコホートの所見を再現することができた。最も重要なことは、子どものEF効率に関する場所間の差と親のEF効率に関する場所間の類似性は、EFスコアを年齢で調整した場合でも維持されていたことである。
教育
次に、2（場所）×2（世代）ANOVAを用いて、参加者の教育レベルがグループ間で変動するかどうかを検定した。その結果、場所（F(1, 1345)=202.26、p < 0.001）および世代（F(1, 1345)=5,059.39、p < 0.001）の有意な主効果、場所×世代の有意な交互作用（F(1, 1345)=107.06、p < 0.001）が示された。ポストホック検定では、英国の両親は香港の両親よりも教育レベルが高く、英国の子供は香港の子供よりも正式な学校教育を受けていることが示された。子供たちの違いは、香港では子供たちが学校に通い始める年齢が遅いことによるものであった。2つのサイトで教育経験のレベルが異なることから、EFの違いは教育経験によって引き起こされている可能性があると考えられる。
予想されるように、教育経験と年齢は、香港（r(371) = 0.85、p < 0.001）、イギリス（r(478) = 0.93、p < 0.001）と高い相関関係にあった。これらの高い相関関係を考えると、それは教育レベルがEFパフォーマンスの有意な予測因子であったことは驚くに値しない（香港：R2 = .12、F(1, 369) = 48.08、p < .001; イギリス。R2 = .12, F(1, 512) = 68.13, p < 0.001）（図2b参照）。回帰分析では、切片は英国の子供（y = -2.19）よりも香港の子供（y = -1.54）の方が高かったが、係数は両群で教育に関連した改善が類似していることを示していた。各年の教育関連の改善は、香港の子供では約0.27 SD、英国の子供では約0.25 SDであった。図2bに示すように、正規教育年数6年の香港の子供の平均EFスコアは、正規教育年数9年の英国の子供の平均EFスコアと同程度であった。
以上のことから、本研究の対象となった子どもたちの教育スパン全体では、思春期早期までのキャッチアップ効果は認められなかった。研究の親の教育レベルは、2つの場所の間で変化した。英国の両親は、香港の両親よりも高い教育レベルを持っていた。また、教育レベルと年齢は、HKの両親において相関していなかったが（r = (250) = .03、p = .61）、英国の両親において小さいが有意な相関があった（r = (250) = .20、p = .002）。英国の高齢の両親は、英国の若年の両親よりも教育レベルが高かった。驚くべきことに、教育レベルはどちらの場所でもEFのパフォーマンスを予測するものではなかった（香港：R2 = 0.00, F(1, 257) = 0.23, p = 0.63; イギリス：R2 = 0.00, F(1, 248)= 0.32, p = 0.57）（図 2b 参照）。回帰分析では、切片は英国の親（y = -0.20）よりも香港の親（y = -0.12）の方が高かったが、係数は2つのサンプルでは年齢の逆効果が小さいことを示していた。教育年数ごとに、香港の両親の成績は約0.006 SD増加し、英国の両親の成績は0.006 SD減少した。英国の両親は教育レベルが高かったが、この教育上の優位性はEF課題のパフォーマンス向上を予測するものではなかった。ここでも、回帰斜面の同質性の検定は、2世代間で有意に異なることを示した（F(1, 1390) = 28.73、p < 0.001、ηp 2 = 0.02）。
図2 散布図（最適な回帰線付き）は、各場所の全体的な平均効率と(a)年齢と(b)教育レベルとの関係を示している
子供と親に分けて表示されている。回帰線の周りの灰色の部分は、95％信頼区間を示す。
これは、教育レベルが英国の親のEFを予測していなかったのは、教育レベルが高い親ほど年齢が高かったためにという可能性がある。つまり、教育を増やすことの利点が、年齢を上げることの欠点によって打ち消されたのである。階層的回帰はこの考えを確認した。教育レベルをコントロールした場合、年齢は両親のEFタスクのパフォーマンスの有意な負の予測因子であったが、教育は年齢をコントロールしたかどうかにかかわらず有意な予測因子ではなかった。
最後に、教育レベルと保護者の参加状況の違いを考慮して、保護者の教育レベルが子供のデータに影響を与えているかどうかを確認した。参加している親の教育レベルと、参加している子のもう一人の親の教育レベルを平均化し、これがEFタスクのパフォーマンスを予測するかどうかを検証した。その結果、どちらの場所でも、親の学歴は子供のEFタスクパフォーマンスの有意な予測因子ではないことが確認された（香港：R2 = 0.001、F（1、273）= 0.38、p = 0.54；イギリス。R2 = 0.009, F(1, 232) = 2.10, p = 0.15）。回帰分析では、香港（y = 0.45）と英国（y = -0.47）では、切片の大きさは似ているが方向性は逆であり、係数は2つのグループで教育関連の効果は似ているが逆であることを示していた。教育年数ごとに、香港のサンプルでは 0.01 SD の悪化、英国のサンプルでは 0.02 SD の改善が見られた。参加している親の教育レベルのみを用いた場合も、同様の結果が得られた。
妥当性チェック
教育を共変量としたANCOVAを用いて、2世代について別々のスロープを設定し、教育を連続因子としたANOVAを用いたところ、主要な場所とコホートの所見を再現することができた。最も重要なことは、子供のEFタスク性能に関する場所間の差と、親のEFタスク性能に関する場所間の類似性は、総計のEFスコアを教育で調整した場合でも維持されていたことだ。これらの知見は、追加のANCOVAと年齢と教育の両方を調整したANOVAを実行したときにも再現された。
親子のEFスコアの関係 親子のEF課題を完了したのは合計541名であった。4つのEF課題における総合的な効率性zスコアは、親と子の間に有意な（しかし小さい）相関を示し、2つのサイトの両方で、r(540) = .21、p < 0.001、香港ではr(262) = .26、p < 0.001、イギリスではr(278) = .13、p = 0.04であった。これらの相関は、サイト間で参加者の年齢を組み合わせてコントロールした場合には、相対的に変化しませんでした：r(500) = .22、p < 0.001；香港：r(242) = .28、p < 0.001；英国：r(254) = .14、p = 0.03。相関関係は、精度データを用いて実施した場合でも、RTデータを用いて実施した場合でも同様であった。最後に、親（自宅で、一人で、監督されていない）と子供（学校で、研究者によって監督された大規模なグループで）の間のデータ収集のための典型的な異なる形式がEFtaskのパフォーマンスに影響を与えているかどうかを調査するために、研究者がデータ収集を監督している親と子供のために、また、個別にタスクを完了した親と子供のために、同じ相関を実行しました。その結果、異なる監督形態が本研究の結果を説明するものではないことが確認された。結果のまとめ 本研究は、二世代設計（発達的・文化的視点の統合を可能にした）とオンライン EF タスクの利用（大規模サンプルからの効率的なデータ収集を可能にした）という点で、方法論的に革新的である。本研究の成果は以下の 3 点に集約されます。第一に、両サイトにおいて、EF の効率性における東西のコントラストは思春期初期には顕著であったが、中年期には顕著ではなかったことが明らかになった。第二に、両サイトでは、子どもの EF 効率スコアは年齢とともに大幅に増加したが、対照的に、親の EF スコアは年齢との間にわずかな負の関係を示した。第三に、子供の親のダイアド内で、EFのパフォーマンスの世代間の関連付けは控えめであったが、有意であった。
親子のEFスコアの関係
合計で 541 人の親子ダイアドが EF 課題を完了した。4つのEF課題における総合的な効率性zスコアは、両方の場所で、親と子の間に有意な（しかし小さい）相関を示した（両方：r(540) = .21、p < 0.001、香港：r(262) = .26、p < 0.001、イギリス：r(278) = .13、p = 0.04）。これらの相関は、場所間で参加者の年齢を組み合わせてコントロールした場合には、相対的に変化しなかった（全体：r(500) = .22、p < 0.001；香港：r(242) = .28、p < 0.001；英国：r(254) = .14、p = 0.03）。相関関係は、精度データを用いて実施した場合でも、RTデータを用いて実施した場合でも同様だった。最後に、親（自宅で、一人で、監督されていない）と子供（学校で、研究者によって監督された大規模なグループで）の間のデータ収集のための典型的な異なる形式がEF課題のパフォーマンスに影響を与えているかどうかを調査するために、研究者がデータ収集を監督している親と子供のために、また、個別にタスクを完了した親と子供のために、同じ相関を実行した。その結果、異なる監督形態が本研究の結果を説明するものではないことが確認された。
結果の要約
本研究は、二世代設計（発達的・文化的視点の統合を可能にした）とオンライン EF タスクの利用（大規模サンプルからの効率的なデータ収集を可能にした）という方法論的に革新的な研究である。本研究の成果は以下の 3 点に集約される。第一に、両方の場所において、EF の効率性における東西のコントラストは思春期初期には顕著であったが、中年期には顕著ではなかった。第二に、両方の場所では、子どもの EF 効率スコアは年齢とともに大幅に増加したが、対照的に、親の EF スコアは年齢との間にわずかな負の関係を示した。第三に、子供と親のダイアド内で、EFのパフォーマンスの世代間の関連付けは控えめであったが、有意であった。
考察
本研究は、(a)成人の実行機能における異文化間のコントラスト、(b)年齢に関連した実行機能の改善と実行機能における親子の関連性の文化的普遍性を探求した初めての研究である。オンライン EF テストが実行可能で有効であることを実証することは、この分野へのさらなる貢献となる。言語的な要求を減らすことで、これらのタスクは研究者の役割（およびそれに伴うバイアス）を最小限に抑え、異なる言語グループ間での標準化されたテストを容易にする。このような方法論の革新に基づいて、今回の調査結果は、文化的視点と発達的視点を組み合わせることの価値を浮き彫りにしている。具体的には、我々の結果は、執行機能に関する場所×世代の相互作用と、実行機能と参加者の主要な特性（年齢や学歴など）との間の関連が文化的に普遍的であることの両方を示している。このように、未就学児の実行機能には東西の明確な対照があるという既存の知見を拡張した。就学前の子どもの6ヶ月間の差（Sabbaghら、2006年）は、幼児期後期と思春期初期には2年に拡大した。この差は、社会的発達の要因（例えば、重要な社会化の目標としての自制心）または教育的経験（例えば、香港の子どもたちのバイリンガル化）を反映している可能性がある。しかし、中国の成人がアメリカの成人よりも優れた視点取りと反応制御を示すように見えることを考えると(Wu & Keysar, 2007; Wu et al., 2013)、親に対する我々の帰無結果は驚くべきものである。本研究の方法論的革新の鍵となったのは、オンラインプラットフォームを使用して EF タスクを管理したことであり、これにより各サイトの大規模なサンプルから詳細なタスクデータを収集することが可能となりました。
このアプローチの新しさを考えると、効率性スコアが良好な内部整合性を示していることは心強いことだ。個々のタスク間の相関関係、および EF の総合スコアと非言語 IQ の相関関係は、1 対 1 のテストを用いた研究（例：Carlson, Mandell, & Williams, 2004; Fitzpatrick, McKinnon, Blair, & Willoughby, 2014; Wiebe ら, 2008）と同程度の大きさであったことに注目したい。これらの知見を合わせると、これらのクラス全体のセッションから収集されたデータは、個々の評価と同様に信頼性が高く、有効であることが示唆される。
しかし、オンライン形式は、両世代に異なる影響を与えた可能性があり、これは、子どもと親の間の実行機能のささやかな関連性についての説明が可能であることを示唆している。これまでの世代間研究(Cuevas et al., 2014)では、手動タスクとコンピュータタスクを使用したが、主にRTではなく正確さに焦点を当てていた。今後の研究では、手動タスクとコンピュータタスクの両方を含むべきであり、精度とRTの両方を考慮し、中年期以前に始まるEFタスクのRTパフォーマンスの年齢的な低下をコントロールすべきである（例：Reimers & Maylor, 2005）。今回の研究では、これまでに報告されているよりも広い年齢層の子供と親を対象としている。参加者の年齢は、親子ともにEFのパフォーマンスに影響を与えているようだ。遺伝が実行機能に与える影響をより正確に調べるためには、子どもと親の年齢をより限定した範囲にする必要がある。あるいは、以前に未就学児について報告された比較的強い世代間関連性と、我々が観察したより弱い結果との間のコントラストは、子供のEFに対する親の影響力が真の意味で弱まっていることを反映している可能性がある。これまでの研究では、幼児と就学前の子どもに焦点を当てきたが(Hughes, 2011)、子どもは幼児期の中・後期になると自立心が高まり、親と一緒に過ごす時間が格段に少なくなり、他の社会化力が親の影響を凌駕している可能性がある。この仮説を検証するためには、就学前から中年期にかけての縦断的なデータが必要である。
子どもと親の異文化比較からの発散結果はどのように説明されるべきか？一つの可能性としては、文化的な違いが子どもに関する規範に特有のものであるということが考えられる。例えば、儒教文化では秩序と調和が重視されているため、香港の子どもたちは個人の欲望を抑制する必要性について頻繁に指導を受けている（Tardif, Wang, & Olson, 2009）。このような明確な社会化は、集団主義的な規範を遵守することが大人になってからの努力的なコントロールを少なくすることを意味しているのかもしれない。例えば、最近の異文化間の研究では、英国の親は、香港の親と比較して、子供の欲求や興味の意識が高いことがわかった(Hughes, Devine, & Wang, 2017)。別の可能性としては、親と子供の間で不一致していた所見が、文化のダイナミックな性質を反映しているということが考えられる。特に、香港では過去20年間の一連の教育改革により、教育制度が大きく変化したため、香港の子どもたちは、学業と課外活動の両方で成果を上げることを求めるプレッシャーが高まるなど、親とは異なる学習経験をすることになる可能性がある。今回の調査結果の説明として、親の態度や教育制度の変化の影響を確認するためには、さらなる研究が必要である。
成人の認知に関する研究では、注意スタイルや文脈感受性における異文化間のコントラストが報告されており（例：Imbo & Lefevre, 2009; Kuwabara & Smith, 2012）、カメラの広角レンズと望遠レンズのコントラストに喩えられている（Nisbett et al., 2001）。 神経生理学的研究では、文脈感受性と実行機能を同時に考慮することの価値も強調されている。例えば、吻側前頭前皮質（伝統的に実行機能の神経基質とされてきた）の神経学的および機能的成熟度の思春期における変化のレビューでは、Dumontheil, Burgess, and Blakemore (2008)は、この領域が関係性推論にも重要であると論じている。先に述べたように、最近の成人と子供の両方の研究結果からも、文脈感受性と実行機能の間には興味深い重複があることが示唆されているが、この関連性の因果関係についてはまだ論争の的になっている。具体的には、Wuら（2013）は、中国の成人の優れたパースペクティブ・テイキング能力（文脈感受性）は、無関係な情報の抑制（実行機能）に優位性を反映していると主張している。対照的に、Imadaら（2013）は、日本の子どものEF発達は、文化的に文脈を重視することによって促進されていると主張している。これらの仮説を検証するためには縦断的な調査が必要だが、我々の調査結果は、文化的なコントラストの性質や大きさが年齢に沿って異なる可能性があることを示している。私たちは、本研究の対象となった子どもの実行機能の個人差の相関関係を調べることで、この研究の範囲を広げることを目指している。私たちの知る限りでは、今回の研究は、世代間比較と文化的比較の両方を含んだ初めての実行機能に関する研究であり、発表されたものである。したがって、本研究で得られた知見は、独立した複製と他の文化への拡張の両方を必要とすることは明らかである。
引用文献
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