冲突适应效应个体差异的神经机制研究

发布时间：2017-01-05 08:15

1 文献综述

在日常生活中，我们经常都会面临冲突，需要解决反应冲突。比如，假设一个中国人，习惯靠右行驶，某一天去日本旅游，他将面对必须靠马路左边行驶的情况。这时，他将面对一个习惯行为和当前的适当行为之间的冲突。很多研究发现，当这样的竞争或者冲突出现时，人们的行为表现会受到影响，如准确率下降，反应速度变慢，这就是干扰效应。然而，这种干扰效应不是一成不变的，如果我们先前经历过一次类似的冲突，那么下次解决冲突的能力就会增强，这个在心理学上被称为冲突适应效应。冲突适应效应指的是先前试次的冲突会导致个体对当前试次的冲突解决能力增强，冲突效应减小的现象(Gratton et al., 1992)。研究者在很多的冲突实验任务中都观察到了稳定的冲突适应效应(Mansouri et al., 2009)。比如在字母Flanker任务中，给被试呈现一行五个大写字母，要求被试对中间的目标字母作反应，忽视两侧的干扰字母。设置两种类型的刺激：一致（C, 干扰字母与目标字母一致）和不一致（I, 干扰字母与目标字母不一致）。

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2 问题提出与研究方案

2.1 问题提出

虽然在不同的一致性任务中观察到稳定的冲突适应效应，但是该效应存在着很大的个体差异。从每个具体的研究来看，基本上每个实验中都有一些被试出现冲突适应效应的反转——即一致条件下的干扰效应小于不一致条件下的干扰效应，这时根据公式计算出来的冲突适应效应量就是负值。因此，对冲突适应效应个体差异的研究非常重要，然而目前只有两篇研究关注冲突适应效应过程中的个体差异。一篇采用行为的方法，研究者结合注意网络测验（attentional network test，ANT）与字母Flanker任务考察被试的注意网络系统功能与冲突适应效应的关系；结果发现，在排除特征整合的影响后，高警觉个体表现出冲突适应效应，而低警觉个体的冲突适应效应消失；进一步的相关分析发现个体的警觉功能与冲突适应效应显著正相关，间接支持了学习理论关于冲突适应效应的观点(P. Liu, Yang, Chen,Huang, & Chen, 2013)。另外一篇是脑成像的研究，研究者对自己已发表的文章进行个体差异的分析，结果就发现，腹侧前额叶皮层(ventrolateral prefrontal cortex,VLPFC) 与冲突适应的个体差异密切相关，而在传统的组分析方法中没有发现该脑区的激活(Egner, 2011)；作者进一步的分析为，传统组分析方法发现的DLPFC其实只在较差的任务表现后起作用，而VLPFC负责高冲突水平下认知控制资源的招募。

2.2 研究方案

本研究计划通过四个研究，采用脑成像技术，结合静息态、任务态以及结构像对冲突适应效应个体差异的神经机制进行探讨，同时利用个体差异相关的脑区激活来预测个体生活中的自我控制能力。研究一运用静息态脑成像技术结合字母 flanker 任务，从个体差异角度探究冲突适应效应的神经机制。实验 1 主要考察局部一致性对于冲突适应效应个体差异的预测作用；实验 2 从静息态脑网络的角度考察冲突适应效应个体差异的神经机制。研究二采用 Stroop 任务，研究任务态下个体冲突适应效应的神经机制，同时结合生理心理交互分析（psychophysiological interaction analysis，PPI）技术，从个体差异的角度比较高低冲突适应个体在完成冲突任务时的脑功能网络差异。

3 研究一：冲突适应效应个体差异的静息态脑机制研究 .............. 19

3.1 实验 1 大脑自发神经活动预测个体的冲突适应效应.............19 
3.2 实验 2 冲突适应效应个体差异的神经网络基础..............31 
4 研究二：高低冲突适应效应个体任务态下的神经网络差异 ..................... 41
4.1 实验 3：高低冲突适应效应个体任务态下功能连接的差异............41 
5 研究三：冲突适应效应个体差异的大脑结构基础 ................ 53
5.1 实验 4 冲突适应效应个体差异的大脑结构基础：VBM 研究 .......53 
5.2 实验 5 冲突适应效应个体差异的大脑结构基础：DTI 研究..........60

6 研究四：冲突适应效应个体差异相关脑区对自我控制能力的预测

6.1 实验 6 冲突适应效应个体差异相关脑区对自我控制能力的预测

控制和管理行为的能力使得人们能够在一生中生活愉快，目标明确，并且保持健康。自我管理使得人们能够预先计划、在多个选择中决策、控制冲动、抑制和调节不适当的思想和行为(Hofmann, Friese, & Strack, 2009)。然而，人们在自我控制方面存在着很大的个体差异，比如，有些人能够抵制巧克力蛋糕的诱惑，而有些人即使正在节食并且知道不能摄入高热量的食物都依然不能抵制诱惑；有些人知道吸烟有害健康时能够及时戒烟，而有些人每天都在说戒烟却总是烟不离手。为何人们在控制自己的冲动方面存在个体差异？这一人格特质上的差异很容易让人联想到认知领域的一个术语——认知控制。认知控制有时又叫做执行功能，其作用是监测、控制和管理当前的认知活动，特别表现在抑制或控制目标无关信息的干扰，同时集中认知资源加工目标相关信息方面(Botvinick et al., 2001)，其神经基础主要在前额叶。前额叶的损伤导致不能组织和执行适当的行为，比如冲动性，持续动作以及抑制能力的下降。总之，执行功能的损伤会导致控制和管理行为上的问题，导致日常生活功能的困难(Miyake et al., 2000)，而完整的执行功能使我们能够控制行为来克服生活中的困难。

6.2 讨论

一直以来，研究者都认为 DLPFC 在冲突适应中发挥抑制控制的作用(Botvinick et al., 2001, 2004; MacDonald et al., 2000)。实验 1 的结果发现，DLPFC的 ReHo 值能够预测个体的冲突适应效应，只能说明其在冲突适应中很重要，但是很难确定其在冲突适应中的角色。而本实验的结果似乎暗示着 DLPFC 可能在动态调整中有重要作用，而并非只是抑制的作用。因为维度 1（冲动控制），维度3（抵制诱惑）和维度 4（节制娱乐）都更多测量的是抑制冲动的能力，但是 DLPFC跟其相关不显著；而需要计划和调整的维度 2（工作和学习表现）和维度 5（健康习惯）却与 DLPFC 的 ReHo 值相关显著，说明其在计划调整中有重要作用。实际上，DLPFC 在冲突适应中的抑制控制功能也受到一些研究的质疑，如一些研究发现其也参与冲突监测过程。如 Wittfoth 等(2009)发现，相比低冲突条件，在双重冲突条件下，DLPFC 的激活更强。另外，一项在猴子身上进行的单细胞记录技术的研究发现，DLPFC 中有一组神经元表征当前试次的冲突水平，作者认为这些神经元负责编码和保持感受到的冲突(Mansouri et al., 2007)。Mansouri 等人（2009）回顾了一系列的相关研究后推测，实验中观察到的与调整过程相关的 DLPFC 的激活实际上体现的是冲突过程中 DLPFC 的记忆功能。因此，还需要进一步的研究来澄清 DLPFC 在冲突适应中的角色，而本试验的结果暗示其可能在调整计划方面起作用。

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7 总讨论

本研究结合结构像、静息态以及任务态，从不同的角度对冲突适应效应个体差异的神经机制进行了探讨。研究一结合字母 Flanker 任务与静息态磁共振成像技术，发现静息状态下 DLPFC 的 ReHo 值能够预测个体的冲突适应效应；进一步的功能连接分析发现，IPL 和 DLPFC 的连接强度与冲突适应效应正相关；双侧脑岛以及 ACC 与 DLPFC 的连接强度与冲突适应效应显著负相关。双侧脑岛（Insula）以及 ACC 正好是凸显网络的重要节点，而 IPL 和 DLPFC 都是执行控制网络的重要节点。为了确认研究一中我们对于冲突适应脑网络的推测，，研究二结合 PPI 分析技术和任务态磁共振成像，考察高低冲突适应效应个体在完成色词 Stroop 任务时的脑网络差异。结果发现，高冲突适应效应个体表现出更强的中央执行网络内部的功能连接，更弱的凸显网络内部的功能连接；而低分组被试正好相反，表现出更强的凸显网络内部的功能连接和更弱的中央执行网络内部连接。结合研究一和研究二关于网络的结果，我们推测，高冲突适应效应个体更多依赖中央执行网络来完成任务；而低冲突适应效应个体更多依赖凸显网络来完成任务。

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参考文献（略）

本文编号：234599