心理所合作研究揭示認知控制的大腦活動隨年齡呈倒U型發展軌跡

認知控制是人類主觀能動性的基礎，指個體可以通過調控注意、思維與行動來達到特定目的的認知過程，使人能聚焦目標并排除干擾。例如，在有人交談的圖書館中要保持專注閱讀，就離不開認知控制對注意的調控。認知控制能力在成年人群體通常保持在較高水平，表現為行為有條不紊，而青少年與老年人因認知控制系統發育不成熟或衰退，易出現行為調控障礙。盡管認知控制的認知/行為變化的規律已較完善并成為發育/衰老相關疾病的診斷依據，但其對應的大腦活動隨年齡的改變仍缺乏系統性研究。

為揭示認知控制大腦活動的生命周期變化規律，加深對人腦發育與衰老機制的理解，中國科學院心理研究所劉勛研究組開展了一項合作研究。該研究收集到139項采用認知沖突任務（比如判斷←←→←←中間的箭頭朝向，忽略兩側的箭頭）相關的神經影像研究（涵蓋了3765名5-85歲的參與者），并通過基于種子點的效應量映射方法(seed-based d mapping, SDM)、廣義可加模型 (generalized additive model, GAM)及模型比較等方法，進行了系統性薈萃分析。

研究者首次繪制了認知控制相關腦活動的生命周期軌跡（圖1）。通過分析研究發現：畢生發展軌跡呈顯著倒U型，即兒童青少年階段逐漸上升，在成年階段達到頂峰，在老年階段緩慢下降。GAM擬合的峰值年齡位于27至36歲區間。模型比較發現，這些腦區的最優擬合模型為根號模型，而非常用的二次函數。值得一提的是，研究者并未觀測到其他可能的軌跡模式，比如線性變化、先升高后不變等，凸顯了倒U型在認知控制發展中的主導性。此外，研究還發現青少年與老年群體較青壯年群體表現出更顯著的腦功能偏側化現象。

圖1. 認知控制相關的大腦活動的畢生發展軌跡

已有研究在行為層面揭示了認知控制能力呈倒U型的發展軌跡。該研究則進一步闡明了這一軌跡的神經基礎。研究結果表明，認知控制相關腦功能的峰值區間位于27至36歲，該區間與通常定義的成年中期（青壯年階段）高度吻合。此階段恰為個體智力成熟度與綜合認知能力的鼎盛時期，該研究從神經機制層面為人類在該時期展現出的高效社會生產力和創造力提供了科學解釋。值得注意的是，峰值期后腦功能呈漸進性下降趨勢，這提示需在成年中期即重視腦功能的維護與儲備，以延緩隨年齡增長可能出現的認知衰退。

本研究不僅深化了對人類認知控制神經機制畢生發展規律的理解，也為制定針對性的腦健康促進策略、優化不同年齡階段人群的認知功能提供了關鍵理論支撐，具有重要的理論與實踐意義。

相關研究已發表于Science Bulletin。心理所博士生李政漢（已畢業，現任杭州師范大學講師）為文章第一作者，心理所博士生楊國春（已畢業，現任廣東省智能科學與技術研究院研究員）為論文通訊作者。中國科學院心理研究所劉勛研究員、University of Iowa 的Isaac T. Petersen、杭州師范大學王凌霄，以及University of Barcelona的Joaquim Radua為研究做出了重要貢獻。

該研究得到了國家自然科學基金、科技部科技創新 2030 —“腦科學與類腦研究”重大項目、中國博士后科學基金、浙江省教育廳科研項目、浙江省教育科學規劃項目等項目支持。

論文信息：Li, Z., Petersen, I. T., Wang, L., Radua, J., Yang, G., & Liu, X. (2025). The lifespan trajectories of brain activities related to conflict-driven cognitive control. Science Bulletin.?https://doi.org/10.1016/j.scib.2025.08.038