无意识信息引发的认知冲突与控制的神经机制

发布时间：2017-10-07 23:25

  本文关键词：无意识信息引发的认知冲突与控制的神经机制

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【摘要】：意识是当今科学研究中的难点和热点问题,研究者试图通过各种技术和途径揭示其功能和限制。一种比较可行的方法是为哪些认知加工过程可以有意识地进行,哪些加工过程必须需要意识的参与划分一个明确的界限,这或许是揭示意识之谜的重要步骤。近年来,研究者开始探索高级认知功能比如认知控制是否需要意识的参与。传统的研究和理论认为认知控制必须需要意识的参与。存在这些观点的原因是先前的研究发现认知控制的唤起和执行强烈地依赖于前额叶的功能,而前额叶又与意识经验有关,因而众多研究者自然而然地想到了有意识认知控制的概念。然而,近来的研究发现部分认知控制功能如冲突控制、抑制控制、错误加工等不仅可以由意识信息而且也可以由无意识信息引发,这些研究为无意识认知控制的存在提供了直接的实验证据。在本论文中,作者的主要关注点是无意识认知控制的一个方面——冲突控制。借助于各种掩蔽范式,虽然前人对无意识冲突与控制进行了初步的研究,但是还有诸多问题亟待解决。比如,已有研究对无意识冲突的来源和构成成分还不清楚；对无意识信息是否可以引发冲突适应以及对它的神经机制是什么还存在激烈地争议；对无意识冲突与有意识冲突在大脑中是如何加工的,它们是具有独立的还是相似的加工网络等问题还不清楚。为了解答这些问题,在本研究中的六个实验中作者采用行为、EEG和fMRI方法对这些问题进行了探讨。对无意识认知冲突与控制的机制的研究不仅有助于我们更好地理解无意识信息加工与认知控制本身,而且从长远来说或许有助于揭示意识的功能与起源。鉴于无意识认知控制领域的研究还处于初级阶段,我们的探索性研究将为后来的研究者继续对此领域深入的研究奠定基础,为揭示意识的起源积累相关的实验证据。为了探讨意识的功能与局限,本研究中所有的实验都包含了有意识条件。为了探讨和理解无意识信息加工的深度与限制,我们考察了无意识语义冲突,因为相对于知觉加工,语义加工属于更高层次的加工。如果我们的研究能进一步证实无意识冲突和控制不依赖于意识的参与,那么我们的研究结果不但将有助于加深对认知控制是否需要意识的参与这个问题的理解,而且将进一步为建构意识与认知控制二者之间关系的相关理论奠定实验基础。虽然有意识认知控制领域有关冲突适应现象的研究已得到了冲突监测理论很好的解释,但它并没有说明意识在冲突控制神经环路中的作用,因此我们的研究也将有助于拓展和更新冲突监测理论。由于本研究有助于揭示意识的功能,而理解产生意识经验的神经层次结构是当今神经科学亟待解决的重大问题,因此对无意识冲突控制这个问题的探究或许具有十分重要的临床应用价值,比如治疗感觉缺失,昏迷、植物状态、微意识病人。本研究包括6个实验,主要分为两个部分：无意识冲突和无意识冲突控制。在所有的实验中均采用掩蔽启动方式进行研究。实验一、二和三主要关注无意识冲突的来源、构成以及大脑如何加工不同种类的无意识冲突。实验一在偏对比掩蔽任务中引入中性条件,将无意识一致性效应分离为干扰效应和促进效应,对比无意识和有意识冲突的共同机制与差异。结果发现,与有意识冲突效应主要是由促进效应构成不同,无意识冲突效应主要是来源于干扰效应。这可能是由于在无意识条件下冲突诱发刺激本身的可见度很低,被试在这种条件下无法有效利用外界线索优化自己的行为。本实验验证了偏对比掩蔽任务的可靠性,为本研究后续的有关冲突和冲突适应研究奠定了范式基础。在实验二中,采用经典的反应冲突和语义冲突分离逻辑和Stroop启动范式,借助行为和EEG时频分析方法,作者探讨了无意识冲突效应的起源以及大脑如何加工不同类型的冲突。虽然在行为上本文发现无意识冲突只包含反应冲突成分,但是在EEG功率上作者也发现无意识冲突中既包含语义冲突也包含反应冲突成分,而且无论是在有意识还是无意识条件下,作者均发现大脑在处理不同冲突不具有领域特定性。实验三本文采用与实验二类似的实验任务和逻辑,结合快速序列MRI设计探讨大脑如何加工不同种类的无意识冲突。借助于fMRI的高空间分辨率,我们探讨了反应冲突和语义冲突在有意识和无意识条件下是否存在不同的加工模式,结果发现虽然大部分激活区域相同,但也表现出了不同的时空特征,揭示了无意识和有意识冲突的异同,说明大脑对不同冲突的加工并不完全是以领域特定的方式进行的。采用偏对比掩蔽范式,在实验四、五和六本文主要关注无意识冲突控制。实验四作者通过在block内操纵一致和不一致试次的比例来构造不同冲突背景并记录EEG,结果发现无意识冲突也敏感于block冲突的比例而产生适应性变化。表现为N2和P3的波幅的调节,以及前额theta节律功率的调节变化。实验五通过混合有意识和无意识试次,作者揭示了试次之间的冲突适应的神经机制,主要表现为冲突适应引起了前额theta节律的调节,有趣的是,作者发现DLPFC只参与了有意识的冲突控制过程,这可能是无意识冲突通过ACC本身进行了冲突监控和控制。该研究通过对无意识和有意识冲突适应的机制的对比,揭示了冲突控制机制在不同意识水平下存在差异。鉴于无意识冲突适应有多种备择解释,在实验六中作者采用EEG探讨了无意识冲突效应是否是由部分错误试次引发的并探讨了主观冲突体验在无意识冲突适应中的作用。结果发现,在排除部分错误试次后无论被试有无主观冲突体验均观察了无意识冲突现象。因此,无意识冲突适应现象不是由部分错误和主观冲突体验而主要是由冲突诱发的行为调节现象。通过对实验结果的讨论分析,本文得出以下结论：(1)无意识冲突主要来自于干扰效应；(2)无意识冲突即包含反应冲突也包含语义冲突,大脑在加工无意识语义冲突和反应冲突时不是以领域特定的方式进行的；(3)无意识冲突也能够诱发大脑的冲突监测和执行功能,但与有意识冲突适应相比,表现出了不同的加工机制；(4)无意识和有意识冲突控制系统在量上和质上在既有共性又有差异,因此无意识冲突控制和有意识冲突控制神经网络可能即部分重叠又部分独立,但表现出何种加工模式依赖于冲突背景。总之,本研究发现冲突控制独立于意识,无意识信息具有比我们想象的更持久的对行为的调节作用,这不但证明前额的认知控制功能并非为有意识信息加工所独有,也证明了人类认知加工系统的灵活性。本论文的一系列实证研究不但拓展了对无意识信息对认知影响的广度和深度的了解,也加深了对认知控制与意识二者之间关系的认识。不但为未来揭示意识的功能奠定了实证基础,而且也有利于揭示意识的功能与局限。本研究也提出了一些需要未来进一步探究的问题,比如哪类或哪些认知功能是意识所独有的?
【关键词】：无意识 有意识 认知控制 theta节律 时频分析
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：B842.1
【目录】：

• 摘要5-8
• ABSTRACT8-12
• 第1章 文献综述12-24
• 1.1 意识与无意识信息加工13
• 1.2 意识的相关理论模型13-14
• 1.3 无意识的实验室操纵与测量14-16
• 1.4 有意识信息诱发的认知控制16-17
• 1.5 无意识信息诱发的认知控制17-24
• 1.5.1 无意识抑制控制17-19
• 1.5.2 无意识冲突控制19-22
• 1.5.3 无意识错误加工22-24
• 第2章 问题提出与研究意义24-28
• 2.1 问题提出24-25
• 2.1.1 无意识冲突的构成与起源及其神经机制问题24-25
• 2.1.2 无意识冲突适应及其神经机制问题25
• 2.2 解决方案25-26
• 2.3 研究意义26-27
• 2.3.1 理论意义26-27
• 2.3.2 应用意义27
• 2.4 研究创新之处27-28
• 第3章 无意识冲突28-54
• 3.1 实验一 无意识反应冲突的构成28-33
• 3.1.1 实验目的28
• 3.1.2 实验方法28
• 3.1.3 实验设计与程序28-30
• 3.1.4 结果30-31
• 3.1.5 讨论31-33
• 3.2 实验二 无意识语义冲突和反应冲突的EEG研究33-44
• 3.2.1 实验目的33-34
• 3.2.2 实验方法34-37
• 3.2.3 结果与分析37-41
• 3.2.4 讨论41-44
• 3.3 实验三 无意识语义冲突和反应冲突的FMRI研究44-54
• 3.3.1 实验目的44
• 3.3.2 实验方法44-47
• 3.3.3 结果与分析47-50
• 3.3.4 讨论50-54
• 第4章 无意识冲突适应54-94
• 4.1 实验四 无意识组块内(BLOCK-WISE)冲突适应54-70
• 4.1.1 实验目的55-56
• 4.1.2 实验方法56-59
• 4.1.3 结果与分析59-67
• 4.1.4 讨论67-70
• 4.2 实验五 无意识试次间(TRIAL-BY-TRIAL)冲突适应70-82
• 4.2.1 实验目的70-71
• 4.2.2 实验方法71-74
• 4.2.3 结果与分析74-79
• 4.2.4 讨论79-82
• 4.3 实验六 主观冲突经验对无意识冲突适应的影响82-94
• 4.3.1 实验目的82
• 4.3.2 实验方法82-86
• 4.3.3 结果与分析86-90
• 4.3.4 讨论90-94
• 第5章 总讨论与总结论94-104
• 5.1 总讨论94-101
• 5.1.1 无意识冲突构成与起源95-98
• 5.1.2 无意识冲突适应98-101
• 5.1.3 无意识加工的深度与限制101
• 5.2 总结论101-104
• 第6章 不足之处与未来的研究展望104-108
• 参考文献108-124
• 致谢124-126
• 攻读博士期间取得的成果126-127

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

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本文编号：990692