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心理所研究揭示不同认知控制过程的特异性
作者: 中国科学院行为科学重点实验室刘勋研究组 李琦 ║ 日期: 2014/11/27 

  认知控制是指产生、维持和调整一系列目标导向行为的加工过程。它的一个核心问题是各种冲突的解决到底是领域特异性的还是领域一般性的。冲突监测模型(the conflict-monitoring model)认为,认知控制是领域一般化的,存在一个由一个冲突监测模块和一个冲突执行模块组成的冲突控制环路,这个环路能够解决所有冲突(Botvinick et al., 2001)。然而,领域特异化模型(the domain specific model)认为,认知控制是领域特异化的,存在一个特异化的冲突控制环路,不同的冲突分别由各自不同的冲突监测模块和冲突执行模块各自独立处理(Egner, 2008) 

  尽管已有研究通过行为、脑电或者脑成像探讨了认知控制的心理及神经机制,包括各种具体实验任务对应的反应时特点、ERP成分、激活的脑区等。然而,如何从复杂繁多的、与具体范式相对应的认知现象中总结出各种认知控制机制的一般性或特异性,成为摆在研究人员面前的难题。 

  中科院百人计划学者、行为科学重点实验室主任刘勋研究员率领其研究团队,从“刺激-反应协同性的视角出发,在一个任务中巧妙地结合了Stroop效应和Simon效应两种不同的刺激-反应协同性效应,对比两类效应的EEG关联来试图揭示不同认知控制过程在行为及神经机制上的异同(见图1)。根据Kornblum等提出的维度重叠(dimensional overlap)理论(Kornblum, 1994; Kornblum, Hasbroucq, & Osman, 1990)Stroop效应因其认知冲突来源于不同的实验刺激属性而属于刺激-刺激冲突(S-S冲突),而Simon效应因其认知冲突来源于刺激属性与反应按键之间而属于刺激-反应冲突(S-R冲突)。冲突监测模型预测两类冲突由一个一般化的冲突控制机制处理,无论是两者同时出现或者先后出现都会相互影响,从而分别产生交互作用或冲突适应性效应。领域特异化模型预测两类冲突由不同的冲突控制机制处理,无论是两者同时出现或者先后出现都不会相互影响,从而不会产生交互作用或冲突适应性效应。 


图1 实验范式

   研究结果表明,与领域特异化模型的预测相一致,当S-S冲突和S-R冲突同时出现时,无论是反应时还是N2振幅的刺激-反应协同性效应没有相互影响。我们也观察到无论是反应时还是N2振幅,当前后两个试次均是S-S冲突或者S-R冲突时,前后试次的刺激-反应协同性效应会相互影响,而前后试次属于不同的冲突类型(即,一个是S-S冲突,另一个是S-R冲突),前后试次的刺激-反应协同性效应不会相互影响(见图2)。此外,时频分析显示,两种协同性效应都导致了前额区theta频段能量幅值的增强,而刺激-刺激协同性效应又在一定程度上调节了beta频段的震荡幅值。这些结果所揭示的不同认知控制过程所表现出特异性的神经机制,对于探明认知控制在人脑中的模块化组织具有重要的启发性意义。 


2 ERP和时频分析结果

  本研究获国家自然科学基金(310709873120078231328013),国家科技支撑计划项目(2012BAI36B01,北京市自然科学基金(7133250)以及中科院国际创新团队(Y2CX131003)的资助,已在线发表于Psychophysilolgy:  

  Qi Li, Kai Wang, Weizhi Nan, Ya Zheng, Haiyan Wu, Hongbin Wang, Xun Liu. Electrophysiological Dynamics Reveal Distinct Processing of Stimulus-Stimulus and Stimulus-Response Conflicts. Psychophysilolgy (0). DOI: 10.1111/psyp.12382. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/psyp.12382/full

 

 

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