心理所合作研究揭示任務難度調節心智游移對相位動態的影響

在日常生活中，我們經常遇到這樣的情況：與朋友打羽毛球時，思緒卻被近期未完成的工作任務所占據，無法專注于追蹤球的飛行軌跡，從而導致反應遲緩和動作失誤。這種現象在心理學研究中被稱為心智游移（mind wandering），即注意力從當前任務轉向與任務無關的思維活動。這一現象不僅顯著影響個體的認知和行為表現，更為理解大腦內部認知與外部認知之間的動態交互提供了重要研究窗口。已有研究表明，人們約30%的時間處于心智游移狀態。心智游移會削弱廣泛的感覺和運動加工過程，而這些加工過程均依賴于相位一致性（Phase coherence, 即腦區間或神經元群體在時間上保持穩定相位關系的同步性，可以通過試次間相位一致性ITPC來測量）的調節。然而，心智游移是否通過調節大腦對外部刺激的神經同步來影響感覺輸入和運動輸出加工，以及任務難度是否會調節心智游移對相位一致性的影響，這些關鍵問題仍有待闡明。

針對上述科學問題，中國科學院心理研究所傅小蘭研究員與加拿大渥太華大學神經科學家Georg Northoff合作，采用思維探針法評估了被試在不同難度感覺和運動任務中的注意狀態。研究首次系統揭示了任務難度調節心智游移對大腦相位動態影響的神經機制，并發現了心智游移影響感覺和運動加工的共同神經基礎。

實驗設計

研究結果發現，無論在感覺輸入還是運動輸出加工中，心智游移均僅在簡單任務條件下顯著降低試次間相位一致性，而對困難任務無顯著影響。這一結果表明，外部任務難度調節著外部認知加工與內部認知加工（心智游移）之間的資源競爭與平衡：簡單任務需要較少的認知資源，為心智游移留下更多認知容量，從而促進內向性認知取向；而困難任務則通過消耗更多認知資源來抑制心智游移的發生。關鍵的是，這種內外部認知平衡是通過相位一致性來實現的，即神經活動相對于外部刺激的時間精度。

總體而言，研究結果支持了內部認知（心智游移）與外部認知（感覺運動任務）之間存在相互平衡與動態依賴關系的假設。相位動態作為調節這種平衡的關鍵神經機制，可能構成了內外部認知共享的通用神經基礎。這一發現與最近提出的認知“基線模型”（Baseline model of cognition）高度契合，為理解人類認知的統一神經機制提供了重要的實證證據。

內部和外部認知之間的相互平衡示意圖

該研究得到了科技創新2030重大項目意識的認知神經機制—信息整合與意識體驗、國家自然科學基金與德國研究基金會合作項目、福建省科技計劃項目的支持。

相關研究成果已發表于PNAS。心理所畢業博士生龍正坤為論文第一作者和共同通訊作者，心理所傅小蘭研究員為論文通訊作者，加拿大渥太華大學皇家心理健康研究所Georg Northoff教授為論文共同作者。

論文信息：Long, Z., Northoff, G., & Fu, X. (2025). Task difficulty modulates the effect of mind wandering on phase dynamics. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 122(22), e2416387122. https://doi.org/10.1073/pnas.2416387122