沖突適應(yīng)效應(yīng)個(gè)體差異的神經(jīng)機(jī)制研究.pdf

1、控制自己的思想和行為對(duì)于人類來說是非常重要的。然而這種控制能力在個(gè)體間存在著很大的差異：比如有些人能夠有規(guī)律的節(jié)食，而有些人明明害怕長(zhǎng)胖又無法抵御食物的誘惑。從認(rèn)知心理學(xué)的角度來講，這種個(gè)體差異便是認(rèn)知控制能力的差異。認(rèn)知控制能力的主要功能是通過監(jiān)測(cè)干擾或沖突，來動(dòng)態(tài)調(diào)整個(gè)體的行為，從而完成目標(biāo)導(dǎo)向的行為(Botvinick,Braver。Barch。Carter,&Cohen,2001;Egner,2011)。在實(shí)驗(yàn)室中可以通過―沖突

2、適應(yīng)效應(yīng)對(duì)這種動(dòng)態(tài)調(diào)整過程進(jìn)行研究。沖突適應(yīng)效應(yīng)指的是先前試次中的沖突會(huì)導(dǎo)致個(gè)體對(duì)當(dāng)前試次的沖突解決能力增強(qiáng)，沖突效應(yīng)減小的現(xiàn)象(Gratton,Coles,&Donchin,1992)。
　　比如在色詞Stroop任務(wù)中，給被試呈現(xiàn)顏色詞，其中顏色和詞的意義一致（比如紅色的―紅）或者不一致（如綠色的―紅），要求被試識(shí)別字體顏色而忽視字的意義。通常由于字的意義對(duì)顏色辨別的干擾，被試對(duì)不一致試次的反應(yīng)更慢，這就是所謂的干擾效應(yīng)，計(jì)算

3、公式為I-C。而沖突適應(yīng)效應(yīng)是指不一致試次之后的干擾效應(yīng)(II-IC)小于一致試次之后的干擾效應(yīng)(CI-CC)，即沖突誘發(fā)了動(dòng)態(tài)調(diào)整(Gratton et al.,1992;Mansouri。Tanaka,&Buckley,2009)，而沖突適應(yīng)效應(yīng)量的大小就用[(CI-CC)-(II-IC)]來表示(Egner,2011)。沖突適應(yīng)效應(yīng)存在著很大的個(gè)體差異，這種個(gè)體差異可能反映了個(gè)體自我管理以及自我控制能力的差異(Wolff。Kron

4、ke,&Goschke,2015)，對(duì)于個(gè)體的日常生活有著廣泛的影響。同時(shí)沖突適應(yīng)效應(yīng)的個(gè)體差異與精神分裂癥特質(zhì)有密切關(guān)系(Volter et al.,2012)。因此，研究沖突適應(yīng)效應(yīng)的個(gè)體差異對(duì)于理解正常人的自我控制能力，理解精分病人的認(rèn)知功能缺陷，以及尋找病人認(rèn)知功能紊亂的準(zhǔn)確生物學(xué)靶點(diǎn)具有重要意義(Egner,2011)。因此，本研究試圖結(jié)合多種神經(jīng)科學(xué)的技術(shù)手段探討沖突適應(yīng)效應(yīng)個(gè)體差異的內(nèi)在神經(jīng)機(jī)制，同時(shí)探討沖突適應(yīng)效應(yīng)的個(gè)體

5、差異與日常生活中個(gè)體自我控制能力之間的關(guān)系。
　　研究一從靜息態(tài)角度，結(jié)合自發(fā)神經(jīng)活動(dòng)的局部屬性和功能連接方法考察沖突適應(yīng)效應(yīng)個(gè)體差異的腦區(qū)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)1選取了兩個(gè)獨(dú)立樣本，采取局部一致性（regional homogeneity，ReHo）指標(biāo)考察沖突適應(yīng)效應(yīng)個(gè)體差異的神經(jīng)機(jī)制。我們首先采取數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法針對(duì)樣本1進(jìn)行分析，尋找跟沖突適應(yīng)效應(yīng)有顯著相關(guān)的腦區(qū)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，沖突適應(yīng)效應(yīng)分?jǐn)?shù)與左側(cè)背外側(cè)前額葉（dorsolat

6、eral prefrontal cortex，DLPFC)和左側(cè)腹側(cè)前額葉（ventrolateral prefrontal cortex，VLPFC）的ReHo值具有顯著相關(guān)。隨后我們將這兩個(gè)腦區(qū)作為感興趣區(qū)（region of interest，ROI）應(yīng)用于樣本2，提取兩個(gè)腦區(qū)的ReHo值，作為自變量，用來預(yù)測(cè)沖突適應(yīng)效應(yīng)分?jǐn)?shù)，進(jìn)行逐步回歸分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)VLPFC被剔除方程，而DLPFC能夠解釋沖突適應(yīng)效應(yīng)變異的48％。
　

7、　該結(jié)果說明:
　?。?）DLPFC對(duì)于沖突適應(yīng)效應(yīng)非常重要。
　?。?）DLPFC的ReHo值能夠用來預(yù)測(cè)個(gè)體的沖突適應(yīng)效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)2在實(shí)驗(yàn)1的基礎(chǔ)上，選取跟沖突適應(yīng)效應(yīng)具有顯著相關(guān)的兩個(gè)腦區(qū)—DLPFC和VLPFC作為感興趣區(qū)，進(jìn)行基于ROI的功能連接分析，試圖尋找沖突適應(yīng)效應(yīng)個(gè)體差異的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)。
　　結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雙側(cè)腦島（Insula）及右側(cè)前扣帶回皮層（anterior cingutate cortex，ACC

8、）與DLPFC的連接強(qiáng)度與沖突適應(yīng)效應(yīng)顯著負(fù)相關(guān)，左側(cè)頂下小葉（Inferior Parietal Lobule，IPL）與DLPFC的連接強(qiáng)度與沖突適應(yīng)效應(yīng)顯著正相關(guān)。雙側(cè)腦島及ACC是凸顯網(wǎng)絡(luò)（the cingulo-opercular salience network，SN）的重要節(jié)點(diǎn)(Seeley et al.,2007)，而DLPFC和IPL都是中心執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)（the fronto-parietal central execut

9、ive network，CEN）的重要節(jié)點(diǎn)(L.Wang et al.,2010)。因此我們推測(cè)，當(dāng)面對(duì)沖突時(shí)，低沖突適應(yīng)效應(yīng)個(gè)體可能需要SN來探測(cè)刺激，進(jìn)而通過DLPFC來執(zhí)行控制；而對(duì)于高沖突適應(yīng)效應(yīng)的個(gè)體，他們能夠在任務(wù)中一直保持高的控制水平，更多依賴CEN來解決沖突。
　　研究二從任務(wù)態(tài)角度，采用色詞Stroop任務(wù)考察沖突適應(yīng)效應(yīng)的個(gè)體差異，并結(jié)合心理生理交互分析（psychophysiological interact

10、ion analysis，PPI）分析手段考察沖突適應(yīng)效應(yīng)的內(nèi)在神經(jīng)機(jī)制。我們首先針對(duì)所有被試考察個(gè)體完成色詞Stroop任務(wù)時(shí)的腦區(qū)激活情況，fMRI數(shù)據(jù)顯示激活腦區(qū)包括ACC、VLPFC以及后頂葉（posterior parietal cortex，PPC）等。隨后我們進(jìn)行PPI分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)ACC和PPC有著不同的功能連接模式，與ACC有正向連接的腦區(qū)包括雙側(cè)腦島，右側(cè)前額皮層（right anterior frontal cor

11、tex）以及小腦（cerebellum），這些腦區(qū)正好是SN網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)(Seeley et al.,2007)；與PPC有正向連接的腦區(qū)包括左側(cè)前額皮層（left anterior frontal cortex），左側(cè)額中回（left middle frontal gyrus）以及左側(cè)頂葉（left parietal lobe），這些腦區(qū)正好是CEN網(wǎng)絡(luò)的重要節(jié)點(diǎn)(L.Wang et al.,2010)。隨后我們根據(jù)沖突適應(yīng)效應(yīng)的行

12、為結(jié)果將被試分為兩組：高分組和低分組，比較兩組被試完成任務(wù)時(shí)功能連接模式的差異。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，高分組被試存在更強(qiáng)的PPC連接模式（CEN網(wǎng)絡(luò)），而低分組被試存在更強(qiáng)的ACC連接模式（SN網(wǎng)絡(luò)）。為了檢驗(yàn)該結(jié)果的可靠性，我們又進(jìn)行了PPI連接強(qiáng)度與沖突適應(yīng)分?jǐn)?shù)的相關(guān)分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)CEN網(wǎng)絡(luò)的連接強(qiáng)度與沖突適應(yīng)效應(yīng)正相關(guān)，而SN網(wǎng)絡(luò)的連接強(qiáng)度與沖突適應(yīng)效應(yīng)負(fù)相關(guān)。SN網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)對(duì)凸顯刺激進(jìn)行探測(cè)，支持自下而上的加工，而CEN網(wǎng)絡(luò)主要負(fù)責(zé)高水平

13、的控制性加工。因此我們推測(cè)，高沖突適應(yīng)效應(yīng)個(gè)體解決沖突時(shí)更多依賴CEN網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行控制性加工；而低沖突適應(yīng)效應(yīng)個(gè)體更多依賴SN網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行自下而上的加工。
　　研究三從大腦結(jié)構(gòu)的角度考察沖突適應(yīng)效應(yīng)個(gè)體差異的神經(jīng)基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)4采用基于體素的形態(tài)學(xué)（voxel-based morphometry，VBM）分析方法考察大腦灰質(zhì)體積與沖突適應(yīng)效應(yīng)的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，右側(cè)頂上小葉的灰質(zhì)體積與沖突適應(yīng)效應(yīng)正相關(guān)，左側(cè)顳上回的灰質(zhì)體積與沖突適應(yīng)效應(yīng)負(fù)

14、相關(guān)。實(shí)驗(yàn)5采用彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI）技術(shù)考察沖突適應(yīng)效應(yīng)個(gè)體差異與大腦白質(zhì)完整性的關(guān)系，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，右側(cè)緣上回和右側(cè)中央前回的白質(zhì)完整性與沖突適應(yīng)效應(yīng)顯著正相關(guān)；右側(cè)枕外側(cè)回，左側(cè)顳上回以及背側(cè)前扣帶回（dorsal anterior cingulate gyrus，dACG）與沖突適應(yīng)效應(yīng)顯著負(fù)相關(guān)。研究三在灰質(zhì)體積和白質(zhì)完整性方面都發(fā)現(xiàn)了PPC在沖突適應(yīng)效應(yīng)中的重要作用，說明PPC結(jié)

15、構(gòu)上的個(gè)體差異影響沖突適應(yīng)效應(yīng)的個(gè)體差異。目前一般認(rèn)為頂葉主要參與刺激知覺層面的沖突解決，其主要是在大腦控制水平提高時(shí)，通過自上而下的注意引導(dǎo)來保證目標(biāo)相關(guān)信息的加工，從而減少干擾信息的影響(Soutschek,Taylor。Muller,&Schubert,2013)。同時(shí)在白質(zhì)完整性和退化程度上的結(jié)果都說明背側(cè)扣帶回dACG的白質(zhì)完整性與沖突適應(yīng)效應(yīng)負(fù)相關(guān)，該結(jié)果說明dACG的白質(zhì)完整性更小的個(gè)體具有更好的沖突監(jiān)測(cè)能力，從而表現(xiàn)出更

16、高的沖突適應(yīng)效應(yīng)。
　　雙重控制模型(Braver,2012; Braver,Paxton,Locke,& Barch,2009)認(rèn)為主動(dòng)性控制主要由DLPFC和頂葉完成(Boulinguez,Ballanger,Granjon,& Benraiss,2009;Braver etal.,2009)；而反應(yīng)性控制與ACC和腦島有關(guān)(Menon&Uddin,2010)。結(jié)合前三個(gè)研究結(jié)果以及雙重控制模型的假設(shè)，我們推測(cè)，高分組被試在沖

17、突任務(wù)中運(yùn)用主動(dòng)性控制策略，能夠有效的利用先前的沖突信號(hào)來解決當(dāng)前的沖突信息，從而在行為上表現(xiàn)出更大的沖突適應(yīng)效應(yīng)。而低分組被試運(yùn)用的是反應(yīng)性控制策略，先前的沖突信號(hào)很難影響當(dāng)前的沖突解決，而是在每一次面對(duì)沖突時(shí)才進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制，因此表現(xiàn)出很小的沖突適應(yīng)效應(yīng)。
　　心理學(xué)的一個(gè)重要目標(biāo)就是理解和預(yù)測(cè)人們的行為，而實(shí)驗(yàn)室中關(guān)于某個(gè)認(rèn)知任務(wù)的神經(jīng)基礎(chǔ)只能幫助我們理解行為，無法對(duì)日常生活中的行為進(jìn)行預(yù)測(cè)。為了使研究更具生態(tài)學(xué)效度，也為了

18、確定沖突適應(yīng)過程是否包含在日常生活中的自我控制能力中，研究四基于實(shí)驗(yàn)1的研究結(jié)果定義種子點(diǎn)，考察沖突適應(yīng)效應(yīng)相關(guān)腦區(qū)對(duì)自我控制能力的預(yù)測(cè)力。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，DLPFC的ReHo值能夠預(yù)測(cè)個(gè)體自我控制能力中的兩個(gè)維度：工作和行為表現(xiàn)（維度2）和健康習(xí)慣（維度5），這兩個(gè)維度與調(diào)節(jié)自我和計(jì)劃有關(guān)；而對(duì)其他的三個(gè)維度（維度1：沖動(dòng)控制；維度3：抵制誘惑和維度4：節(jié)制娛樂）沒有預(yù)測(cè)力，這三個(gè)維度主要體現(xiàn)在控制沖動(dòng)方面。該結(jié)果說明個(gè)體自我控制能力與實(shí)驗(yàn)

19、室中的認(rèn)知控制能力確實(shí)相關(guān)，利用認(rèn)知控制能力的相關(guān)腦區(qū)能夠預(yù)測(cè)個(gè)體的自我控制能力，說明我們可以將實(shí)驗(yàn)室中的研究運(yùn)用到對(duì)日常生活表現(xiàn)的預(yù)測(cè)中，使其更加具有生態(tài)學(xué)效度。另外，該結(jié)果還間接說明，DLPFC在沖突適應(yīng)效應(yīng)可能并非只是抑制的作用，其可能在計(jì)劃和調(diào)整中具有重要作用。
　　總之，本研究從多個(gè)角度對(duì)沖突適應(yīng)效應(yīng)個(gè)體差異的神經(jīng)機(jī)制進(jìn)行了考察，發(fā)現(xiàn)DLPFC及PPC在沖突適應(yīng)效應(yīng)中起重要作用；而腦網(wǎng)絡(luò)的研究結(jié)果提示我們，高沖突適應(yīng)效應(yīng)