科研進展

心理所研究揭示不同類別的沖突解決中的認知控制組織機制

發布時間:2017-10-30 作者:中國科學院行為科學重點實驗室 劉勛研究組

  在日常生活中我們可能會遇到形形色色的認知沖突,比如看到一個紅色的“藍”字,字義“藍”會對說出字的顏色“紅”造成干擾,這是經典的Stroop沖突現象。而當我們需要對位于身體一側(如左側)的物體用對側手(右手)做反應的時候,也會體驗到一種沖突,這種被稱為Simon沖突。基于一個對刺激(Stimulus, S)和反應(Response, R)維度重疊的分類框架,Stroop沖突屬于刺激-刺激(S-S)沖突,Simon屬于刺激-反應(S-R)沖突。維度重疊的差異使兩種沖突在加工時序、注意資源層面都有所不同。

  隨著對沖突解決中認知控制機制研究的深入,人們對不同類別沖突依賴的認知控制神經機制進行了探索,但并沒有定論。如研究者采用磁共振成像等技術,發現不同類別的沖突存在一些共享腦區,也有研究發現存在特異性腦區。中國科學院行為科學重點實驗室劉勛研究員和李琦副研究員帶領小組成員借助元分析技術來解決這一問題。考慮到絕對的一般性會導致認知控制的加工效率低下,相反對無數種沖突都有絕對的特異性也不可能,因此,他們假設,認知控制機制既有一般性又有特異性。

  通過文獻檢索和篩選,納入75個S-S類別的研究和27個S-R類別的研究,以及39個整合了S-S和S-R的研究,通過提取相同條件下的激活坐標來計算激活似然估計(activation likelihood estimation, ALE)。采用GingerALE軟件,計算每個條件下的ALE,以及S-S與S-R條件間的差異,并進行多重比較矯正,獲得不同條件及條件間比較的腦激活圖。

  結果顯示,S-S和S-R類別的沖突共同激活額頂網絡(fronto-parietal network)和帶狀蓋網絡(cingulo-opercular network),這些網絡構成認知控制的核心;相比S-R沖突,S-S沖突更多激活了扣帶回(ACC)和左側的額下回(IFG)、額中回(MFC)、枕上回(SOC)、頂上回(SPC)等,這些左半球腦區較多地參與了言語、語義的加工,而語義沖突是S-S類別沖突的關鍵;相比S-S沖突,S-R類別沖突更多激活了左側丘腦、右側額中區和右側頂上區,這些腦區參與了反應、運動、空間的加工。研究結果表明,不同類別沖突所依賴的腦區既有一般性也有特異性。

 

  

圖1. S-S類別和S-R類別的沖突既有共享的腦區(綠色),又有各自特異性的腦區(分別為紅色和藍色)

 

  

圖2. 不同類別的沖突的激活在大腦中的表征既有一般性又有特異性

 

  高級認知控制的組織機制既不是完全統一的,也不是絕對特異的,而是二者兼有。大腦這種高效的組織使人類在面對復雜環境時能更好地做出決策,擺脫不利因素的束縛。

  該研究得到國家自然科學基金(31070987, 31571161, 3120078)和中德合作項目(61621136008/DFG TRR-169)以及國家留學基金管理委員會的支持。

  研究成果已經在線發表于Neuroscience and Biobehavioral Reviews:

  http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0149763417301689?_rdoc=1&_fmt=high&_origin=gateway&_docanchor=&md5=b8429449ccfc9c30159a5f9aeaa92ffb

  Li, Q., Yang, G., Li, Z., Qi, Y., Cole, M., & Liu, X. (2017). Conflict Detection and Resolution Rely on a Combination of Common and Distinct Cognitive Control Networks. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. doi:10.1016/j.neubiorev.2017.09.032


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