趙 鑫 賈麗娜 昝香怡

(1西北師范大學(xué)心理學(xué)院, 行為康復(fù)訓(xùn)練研究中心, 蘭州 730070)(2蘭州大學(xué)第二醫(yī)院VIP內(nèi)科, 蘭州 730070)

1 引言

干擾控制(interference inhibition/ interference control), 也稱沖突解決和執(zhí)行注意, 是一種抑制競爭刺激干擾的能力(Nigg, 2000), 指在以目標(biāo)為導(dǎo)向的行為中, 個體通過意志努力對與當(dāng)前目標(biāo)無關(guān)的干擾信息進行排除或抑制, 從而將注意更好的集中于當(dāng)前目標(biāo)的能力。目前, 干擾控制的研究范式主要包括西蒙任務(wù)(Simon & Berbaum,1990), Stroop任務(wù)(Stroop, 1935)和 Flanker任務(wù)(Eriksen & Eriksen, 1974)。

干擾控制能力是執(zhí)行功能的核心成分之一(Posner & DiGirolamo, 1998), 在教育、臨床領(lǐng)域及日常生活中起著重要作用(Cao et al., 2013; Lustig,Hasher, & Tonev, 2006; Titz & Karbach, 2014)。個體的認(rèn)知活動在一定程度上受干擾控制能力發(fā)展水平的制約, 發(fā)展水平較高時, 個體能靈活、高效的抑制干擾信息, 進而更好的完成當(dāng)前的活動(Huizinga, Dolan, & van der Molen, 2006; Rueda,Rothbart, McCandliss, Saccomanno, & Posner,2005); 發(fā)展水平較低時, 個體的認(rèn)知加工速度等能力效率低下, 嚴(yán)重時將導(dǎo)致注意缺陷多動障礙(Attention Deficit Hyperactivity Disorder, ADHD)的發(fā)生(Lustig et al., 2006; Willcutt, Doyle, Nigg,Faraone, & Pennington, 2005)。Titz和 Karbach(2014)探討了干擾控制能力與學(xué)業(yè)成就之間的關(guān)系, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 干擾控制能力與言語理解能力、寫作能力和數(shù)學(xué)運算能力等存在一定的相關(guān)。

干擾控制能力與大腦中的一些皮層區(qū)域關(guān)系密切, 當(dāng)個體面對干擾信息時, 大腦的相關(guān)皮層區(qū)域會出現(xiàn)一定的變化(Gehring, Himle, & Nisenson,2000; Gehring & Knights, 2000; Sheth et al., 2012)。如Sheth等人(2012)要求被試完成Stroop類似任務(wù),并利用功能性磁共振成像、單細胞記錄及行為觀察的方法來記錄不同干擾條件下大腦皮層區(qū)域的變化。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn), 與不存在干擾的條件相比,被試在干擾任務(wù)中反應(yīng)時較長, 且前部扣帶回(anterior cingulate cortex, ACC)的激活程度增強,表明前部扣帶回可能與干擾信息有關(guān)。另外, 研究者進一步探討了沖突適應(yīng)效應(yīng), 即與一致試次后的不一致試次相比, 被試在不一致試次后的不一致試次中反應(yīng)時較短。腦成像記錄同樣發(fā)現(xiàn)相似的結(jié)果, 進一步表明大腦中的前部扣帶回皮層可能與個體的行為適應(yīng)有關(guān); Gehring和 Knights(2000)對腦損傷病人的研究發(fā)現(xiàn), 在干擾控制任務(wù)中, 與正常人相比, 大腦前額皮層(prefrontal cortex, PFC)受損傷的病人錯誤率更高, 表明干擾控制過程與大腦前額皮層存在一定聯(lián)系; Gehring等人(2000)選取強迫癥患者為研究對象, 要求被試快速完成反應(yīng)時任務(wù), 并通過事件相關(guān)電位記錄被試的腦電變化, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 與控制組相比,強迫癥患者的錯誤相關(guān)負(fù)波更大且持續(xù)時間更長。研究者認(rèn)為, 前部扣帶回可能是產(chǎn)生錯誤相關(guān)負(fù)波的大腦皮層, 而強迫癥患者的前扣帶回皮層可能在一定程度上出現(xiàn)損傷, 因此無法減少干擾信息, 以期通過行為獲得正確反應(yīng), 最終導(dǎo)致不斷重復(fù)某一行為。

目前, 對干擾控制機制進行解釋的理論主要有特征整合理論(Fischer, Plessow, Kunde, & Kiesel,2010; Hommel, Proctor, & Vu, 2004; Nieuwenhuis et al., 2006)和沖突監(jiān)測理論(Botvinick, Braver, Barch,Carter, & Cohen, 2001; Carter & van Veen, 2007;Clayson & Larson, 2011; Milham, Banich, Claus, &Cohen, 2003)。特征整合理論認(rèn)為, 干擾控制過程是自動進行的, 當(dāng)刺激出現(xiàn)時, 個體會進行相應(yīng)的反應(yīng), 此時大腦將刺激特征與反應(yīng)特征進行整合并存儲。在之后的任務(wù)中, 當(dāng)刺激特征出現(xiàn)重復(fù)時, 符合之前大腦中已整合的模式, 與之相聯(lián)系的反應(yīng)會自動誘發(fā), 因此反應(yīng)時較短, 出現(xiàn)了適應(yīng)效應(yīng); 而當(dāng)刺激特征與之前的不同時, 就會與已存儲的整合模式發(fā)生沖突, 因此反應(yīng)時較長。沖突監(jiān)測理論認(rèn)為, 在干擾控制過程中, 需要認(rèn)知系統(tǒng)進行主動控制, 并涉及前部扣帶回與前額皮層, 其中, 前部扣帶回對前額皮層的活動起補充作用。在干擾控制過程的初期, 主要涉及沖突監(jiān)測, 當(dāng)干擾信息出現(xiàn)時, 前扣帶回出現(xiàn)激活,對沖突起一個監(jiān)測或探查作用; 當(dāng)沖突被檢測到時, 主要涉及沖突解決, 前扣帶回發(fā)出的沖突信號會增加前額皮層的活性, 進而加強自上而下的認(rèn)知控制。在這兩種理論中, 特征整合理論強調(diào)自動性, 只涉及自下而上的加工, 在一定程度上忽略了認(rèn)知系統(tǒng)的主動控制性。而沖突監(jiān)測理論強調(diào)主動性, 涉及到自上而下的加工, 考慮到個體的主觀能動性。因此, 大多數(shù)研究者更支持沖突監(jiān)測理論。

近期的研究發(fā)現(xiàn), 通過認(rèn)知訓(xùn)練, 可以提高個體的干擾控制能力(Millner, Jaroszewski, Chamarthi,& Pizzagalli, 2012; Protopapas, Vlahou, Moirou, &Ziaka, 2014; Wilkinson & Yang, 2012; 趙鑫, 陳玲,張鵬, 2015)。本文旨在通過闡述干擾控制的訓(xùn)練內(nèi)容, 并對訓(xùn)練效果及機制進行探討, 以期為該領(lǐng)域的進一步研究提供新的理論視角, 并試圖將干擾控制的研究應(yīng)用于教育、臨床領(lǐng)域及日常生活中。

2 干擾控制的訓(xùn)練研究

2.1 訓(xùn)練內(nèi)容

2.1.1 訓(xùn)練對象

目前, 關(guān)于干擾控制訓(xùn)練的對象涵蓋了兒童(Jaeggi, Buschkuehl, Jonides, & Shah, 2011; Karbach& Unger, 2014; Lkeda, Okuzumi, Kokubun, &Haishi, 2011; Mullane, Corkum, Klein, & McLaughlin,2009; Protopapas et al., 2014; Rueda et al., 2005;Thorell, Lindqvist, Bergman Nutley, Bohlin, &Klingberg, 2009)、成年人(Lkeda et al., 2011;Millner et al., 2012; Suarez et al., 2015)、老年人(Davidson, Zacks, & Williams, 2003; Rebok et al.,2014; Wilkinson & Yang, 2012)和部分特殊群體(如注意缺陷多動障礙患者) (Cao et al., 2013;Johnstone et al., 2012; Mullane et al., 2009; Suarez et al., 2015; Vloet et al., 2010)。但大多數(shù)研究通常選取3～11歲的兒童為研究對象(Cao et al., 2013;Jaeggi et al., 2011; Karbach & Unger, 2014;Mullane et al., 2009; Protopapas et al., 2014; Rueda et al., 2005; Thorell et al., 2009)。

2.1.2 訓(xùn)練任務(wù)

干擾控制的訓(xùn)練任務(wù)主要包括 Stroop任務(wù)(Davidson et al., 2003; Goldfarb, Aisenberg, &Henik, 2011; Lkeda et al., 2011; Protopapas et al.,2014; Wilkinson & Yang, 2012)、Flanker 任務(wù)(Karbach & Unger, 2014; Millner et al., 2012;Mullane et al., 2009; Thorell et al., 2009)與西蒙任務(wù)(Cao et al., 2013; Millner et al., 2012)。Wilkinson和Yang (2012)利用Stroop任務(wù)對老年人進行了訓(xùn)練, 在訓(xùn)練任務(wù)中, 要求被試對詞的顏色進行命名, 而忽略詞的意義。實驗包括 3種不同類型的試次, 分別為一致試次(色詞的顏色和該色詞所表示的意義一致, 如用藍色墨水寫的“blue”)、中性試次(刺激為非顏色詞或字符串, 如印有藍色墨水的“XXXX”)和不一致試次(色詞的意義與顏色不一致, 如綠色墨水寫的“blue”)。在訓(xùn)練任務(wù)開始時, 首先在電腦屏幕中央出現(xiàn)一個十字注視點,要求被試將注意力集中于此, 接著出現(xiàn)顏色詞,要求被試進行反應(yīng), 最后對被試的反應(yīng)給予一定的反饋(見圖1); Flanker任務(wù)也被廣泛用于干擾控制的訓(xùn)練中, 在該任務(wù)中要求被試識別并確認(rèn)目標(biāo)刺激的位置方向, 而忽略其他的干擾項目(Fan,Flombaum, McCandliss, Thomas, & Posner, 2003)。Thorell等人(2009)采用這一任務(wù)對18名兒童進行了訓(xùn)練, 在此訓(xùn)練任務(wù)中, 首先在電腦屏幕中央呈現(xiàn)一個十字注視點, 接著呈現(xiàn)連續(xù)的5個箭頭,要求被試對中間箭頭(目標(biāo)刺激)的方向進行反應(yīng),而忽略兩側(cè)的箭頭(干擾刺激), 實驗分為 2種不同類型的試次, 一致試次(所有箭頭方向相同, 如→→→→→)和不一致試次(目標(biāo)刺激和干擾刺激的方向相反, 如→→←→→) (見圖 2); 在西蒙任務(wù)中, 刺激出現(xiàn)在固定注視點的左側(cè)或右側(cè), 要求被試按左鍵或右鍵進行反應(yīng)。其中, 刺激的顏色或形狀為目標(biāo)信息, 刺激呈現(xiàn)的方位為干擾信息。Millner等人(2012)利用西蒙任務(wù)對成年人進行訓(xùn)練, 在訓(xùn)練中, 當(dāng)出現(xiàn)綠色的圓形時, 要求被試做出與刺激方位一致的反應(yīng), 即一致試次。當(dāng)出現(xiàn)紅色圓(方)形或綠色方形時, 要求被試做出與刺激方位相反的反應(yīng), 即不一致試次。

圖1 Stroop訓(xùn)練任務(wù)流程圖

圖2 Flanker訓(xùn)練任務(wù)流程圖

2.1.3 訓(xùn)練時間與任務(wù)量

干擾控制的訓(xùn)練時間從5天～5周不等, 每次訓(xùn)練大約 15～45分鐘, 任務(wù)量從 76～2200試次不等(Davidson et al., 2003; Millner et al., 2012;Thorell et al., 2009)。對于不同被試群體, 訓(xùn)練時間與任務(wù)量存在一定差異。如Millner等人(2012)對年齡在18～35歲的20名成年人進行了西蒙任務(wù)和情緒GO/NOGO任務(wù)訓(xùn)練, 訓(xùn)練每天持續(xù)45分鐘, 共5天; Thorell等人(2009)對35名年齡在4～5歲的兒童進行為期 5周的工作記憶或抑制訓(xùn)練,每次訓(xùn)練持續(xù) 15分鐘; Cao等人(2013)對年齡為6～11歲的注意缺陷多動兒童和正常兒童進行共310個試次的西蒙?空間Stroop任務(wù)訓(xùn)練; Wilkinson和Yang (2012)對56名老年人進行了Stroop任務(wù)訓(xùn)練, 每次訓(xùn)練大約持續(xù)30分鐘, 共424個試次。

2.1.4 訓(xùn)練效果評估任務(wù)

對于干擾控制訓(xùn)練效果的評估主要包括晝夜Stroop 任務(wù)(Gerstadt, Hong, & Diamond, 1994)、Flanker任務(wù)(Johnstone et al., 2012; Thorell et al.,2009)和GO-NOGO任務(wù)(Donders, 1868/1969)等。另外, 還包括用于測量工作記憶的數(shù)字廣度任務(wù)(Digit Span) (Johnstone et al., 2012; Thorell et al.,2009), 測量注意的注意網(wǎng)絡(luò)測試任務(wù)(Attention Network Test, ANT) (Fan, McCandliss, Sommer,Raz, & Posner, 2002)和測量智力的考夫曼簡要智力測驗(Kaufman Brief Intelligence Test, K-BIT)(Rueda et al., 2005)等。例如, Rueda 等人(2005)選取4歲和6歲兒童為研究對象, 進行抑制控制能力的訓(xùn)練, 訓(xùn)練前后, 所有被試均接受注意測試、考夫曼簡要智力測驗和兒童行為問卷(Children’s Behavior Questionnaire, CBQ); Millner等人(2012)對被試進行西蒙任務(wù)和情緒 GO-NOGO的訓(xùn)練,并采用 Flanker任務(wù)、情緒面孔 Stroop任務(wù)和雙重選擇反應(yīng)時任務(wù)對訓(xùn)練效果進行了評估。

2.1.5 訓(xùn)練效果評估手段

行為(Cao et al., 2013; Davidson et al., 2003;Goldfarb et al., 2011; Johnstone, Watt, & Dimoska,2010; Millner et al., 2012; Mullane et al., 2009;Protopapas et al., 2014; Rebok et al., 2014; Rueda et al., 2005; Thorell et al., 2009; Wilkinson & Yang,2012)、腦電(Cao et al., 2013; Johnstone et al., 2010;Millner et al., 2012; Rueda et al., 2005)和腦成像(Milham et al., 2002; Milham, Banich, Claus, &Cohen, 2003)等技術(shù)是研究者通常采用的評估手段。例如, Protopapas等人(2014)通過Stroop任務(wù)行為實驗比較了成年人和兒童在訓(xùn)練前、后的反應(yīng)時和錯誤率的變化; Wilkinson和Yang (2012)選取平均年齡為 71.05歲的老年人為被試, 通過Stroop訓(xùn)練任務(wù), 記錄了被試在不同反饋條件下反應(yīng)時和正確率的變化; Cao等人(2013)將事件相關(guān)電位(enent-related potential, ERP)技術(shù)和西蒙?空間 Stroop行為實驗相結(jié)合, 探討了注意缺陷多動障礙兒童和正常兒童的干擾控制能力; Milham等人(2003)借助功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)技術(shù), 探討了在Stroop訓(xùn)練任務(wù)中前扣帶回和前額皮層的變化。

2.2 訓(xùn)練效果

2.2.1 干擾控制能力的改變

研究結(jié)果表明, 認(rèn)知訓(xùn)練可以提高個體在干擾控制任務(wù)中的表現(xiàn), 并可將訓(xùn)練效果遷移到其他相關(guān)任務(wù)中去(Buitenweg, Murre, & Ridderinkhof,2012; Davidson et al., 2003; Diamond, 2012; Holmes& Gathercole, 2014; Jaeggi et al., 2011; Jongen &Jonkman, 2008; Karbach & Schubert, 2013; Kray &Ferdinand, 2013; Millner et al., 2012; Protopapas et al., 2014; Rueda et al., 2005; Strobach, Salminen,Titz, & Karbach, 2014; Verhaeghen, 2014; Wilkinson& Yang, 2012)。Rueda等人(2005)對49名4歲兒童和24名6歲兒童進行一系列的抑制控制訓(xùn)練,結(jié)果表明, 經(jīng)過訓(xùn)練后, 反應(yīng)時顯著下降, 且4歲兒童的反應(yīng)時下降的較多。另外, 研究者認(rèn)為, 個體的認(rèn)知活動在一定程度上受干擾控制能力發(fā)展水平的制約, 經(jīng)過認(rèn)知訓(xùn)練后, 當(dāng)干擾控制能力改善時, 相應(yīng)的認(rèn)知活動在一定程度上也會提高。因此, 在訓(xùn)練前, 研究者對被試進行注意網(wǎng)絡(luò)測試及智力測驗等, 經(jīng)過 5天的認(rèn)知訓(xùn)練后, 再次對被試進行測試。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn), 被試在注意網(wǎng)絡(luò)測試及智力測驗中的分?jǐn)?shù)顯著提高, 表明訓(xùn)練存在一定的效果, 且這種訓(xùn)練效果可以遷移到其他認(rèn)知活動中; Jaeggi等人(2011)對兒童進行認(rèn)知訓(xùn)練, 結(jié)果顯示, 訓(xùn)練后行為表現(xiàn)有較大改善的兒童可將訓(xùn)練效果遷移至流體智力任務(wù)中;Karbach和Kray (2009)的研究表明, 認(rèn)知訓(xùn)練后,個體在干擾控制、工作記憶等任務(wù)中的行為得到改善。

同樣, Millner等人(2012)選取平均年齡為 27歲的成年人為被試, 進行改版的西蒙任務(wù)訓(xùn)練。行為結(jié)果顯示, 被試經(jīng)過訓(xùn)練后, 在不一致試次中的反應(yīng)時下降且準(zhǔn)確率上升, 另外, 與一致試次之后的不一致試次(CI)相比, 被試在不一致試次之后的不一致試次(II)反應(yīng)時顯著下降。對于訓(xùn)練效果的評估, 研究者通過Flanker任務(wù)、情緒面孔Stroop任務(wù)和雙重選擇反應(yīng)時任務(wù)對被試進行前、后測。為排除練習(xí)效應(yīng)的影響, 研究者將前測中的后兩個block與后測任務(wù)中的前兩個block相比, 結(jié)果表明, 經(jīng)過訓(xùn)練后, 訓(xùn)練效果僅在Flanker任務(wù)中發(fā)生遷移, 這可能是由于訓(xùn)練任務(wù)(西蒙任務(wù))與評估任務(wù)(Flanker任務(wù))的激活區(qū)域在前部扣帶回出現(xiàn)重疊, 并且二者都涉及沖突解決(Fan et al., 2003; Nee, Wager, & Jonides, 2007);Wilkinson和Yang (2012)對56個平均年齡為71.05歲的老年人進行 Stroop任務(wù)訓(xùn)練, 研究者將被試平均分配到總結(jié)反饋組, 個體自適應(yīng)反饋組, 無反饋組和空白對照組。結(jié)果表明, 經(jīng)過訓(xùn)練后, 老年人 Stroop沖突分?jǐn)?shù)(不一致條件下的反應(yīng)時減去中性條件下的反應(yīng)時)出現(xiàn)顯著下降, 其中, 反饋卻無法改變老年人抑制控制的獲益量; Holmes和 Gathercole (2014)探討了認(rèn)知訓(xùn)練和學(xué)業(yè)成就間的關(guān)系, 研究者選取年齡在9～11歲、學(xué)業(yè)成績較差的兒童為研究對象, 對其進行認(rèn)知訓(xùn)練。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn), 與控制組相比, 經(jīng)過認(rèn)知訓(xùn)練的個體學(xué)業(yè)成績有所改善, 表明認(rèn)知訓(xùn)練在一定程度上可以改善個體的學(xué)業(yè)能力。

2.2.2 影響訓(xùn)練效果的因素

在干擾控制的訓(xùn)練過程中, 訓(xùn)練效果可能受多種因素的影響。第一, 訓(xùn)練任務(wù)與評估任務(wù)的設(shè)置。如Wilkinson和Yang (2012)對老年人干擾控制的可塑性進行研究, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 并未出現(xiàn)近遷移效應(yīng), 這可能是由于訓(xùn)練任務(wù)與評估任務(wù)類型間的差異導(dǎo)致, 用于評估近遷移效應(yīng)的 GO/NOGO任務(wù)在本質(zhì)上不同于訓(xùn)練任務(wù) Stroop任務(wù), 訓(xùn)練任務(wù)與評估任務(wù)所涉及的神經(jīng)生理基礎(chǔ)至少部分是不同的, 不同皮層區(qū)域的感受器密度不同, 這可能是導(dǎo)致未發(fā)現(xiàn)遷移效應(yīng)的原因(Kuboshima-Amemori & Sawaguchi, 2007)。另外, 研究者指出,抑制有三個子功能：通達, 清除和限制(Hasher,Zacks, & May, 1999), 訓(xùn)練任務(wù)Stroop任務(wù)測量的是被試的通達功能, 而評估任務(wù) GO/NOGO任務(wù)更側(cè)重于測量限制功能, 因此, Stroop任務(wù)與GO/NOGO任務(wù)間的差異導(dǎo)致未發(fā)現(xiàn)近遷移效應(yīng);第二, 個體差異。不同個體間的差異可能會導(dǎo)致不同的訓(xùn)練效果, 如 Thorell等人(2009)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)抑制訓(xùn)練無效果, 這可能是由于一些兒童在訓(xùn)練前已經(jīng)具有較好的行為表現(xiàn), 因此在訓(xùn)練任務(wù)中的提升空間較小, 導(dǎo)致未能出現(xiàn)訓(xùn)練效果。另外, 有研究表明, 與多巴胺相關(guān)的基因類型與執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展存在一定相關(guān)(Fan, Wu,Fossella, & Posner, 2001; Rueda et al., 2005)。如Fan等人(2001)對雙生子的研究發(fā)現(xiàn), 執(zhí)行控制能力具有較高的可遺傳性。Rueda等人(2005)將6歲兒童根據(jù)基因類型分為兩組, 分別為純的長等位基因組(L組)和長/短混合的基因組(L/S組), 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 在沖突解決的過程中, 與L/S組相比, L組表現(xiàn)的更為容易, 并且研究發(fā)現(xiàn)具有長基因類型的兒童在加工過程中表現(xiàn)出更多的意志努力和較少的外傾性, 因此, 對此類兒童進行抑制訓(xùn)練可能訓(xùn)練效果不顯著。

2.3 抑制功能可塑性的機制

為什么通過認(rèn)知訓(xùn)練可以提高個體的干擾控制能力？這可能是由于經(jīng)過認(rèn)知訓(xùn)練后, 對干擾信息起監(jiān)控作用的前扣帶回皮層激活程度降低,而執(zhí)行沖突解決的前額皮層激活程度增強, 加強了自上而下的認(rèn)知控制能力, 進而導(dǎo)致干擾控制能力的提升。如Paus, Castro-Alamancos和Petrides (2000)將經(jīng)顱磁刺激(transcranial magnetic stimulation,TMS)和正電子發(fā)射斷層掃描(positron emission tomography, PET)技術(shù)結(jié)合, 探討了前扣帶回和前額皮層在認(rèn)知控制中的聯(lián)系, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 當(dāng)刺激作用于前額皮層時, 與之相聯(lián)系的皮層區(qū)域(如前部扣帶回皮層)血流量增加, 表明前扣帶回與前額皮層在認(rèn)知控制過程中可能存在相互作用; Banich等人(2000)通過設(shè)置兩種不同的條件來探討前額皮層在干擾控制中的作用, 一種條件為簡單條件,即與干擾信息相比, 個體較容易將注意集中于目標(biāo)信息。另一種是困難條件, 即個體需要一定的意志努力才可將注意集中于當(dāng)前目標(biāo)。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn), 只有在困難條件下, 才出現(xiàn)前額皮層的顯著激活, 表明前額皮層只有在需要認(rèn)知控制時出現(xiàn)激活, 而在相對自動的條件下不出現(xiàn)激活。干擾控制能力作為一種高級認(rèn)知機能, 需要認(rèn)知系統(tǒng)進行主動控制。首先, 認(rèn)知系統(tǒng)會對外界的信息進行分類辨別, 并區(qū)分為目標(biāo)信息與干擾信息。其次, 認(rèn)知系統(tǒng)進行進一步的調(diào)節(jié), 加強自上而下的認(rèn)知控制。最后, 經(jīng)過認(rèn)知系統(tǒng)的主動調(diào)節(jié), 個體能夠?qū)Ω蓴_信息進行抑制, 并將注意力更多的集中于目標(biāo)信息。其中, 前扣帶回的激活可能與干擾信息有關(guān), 而前額皮層的激活可能與目標(biāo)信息相關(guān)。如在干擾控制的經(jīng)典研究范式Stroop任務(wù)中, 顏色信息(目標(biāo))與詞義信息(干擾)相互競爭, 當(dāng)要求個體對詞義信息進行反應(yīng)時,前扣帶回可能出現(xiàn)激活; 當(dāng)要求個體對字體的顏色進行命名時, 前額皮層可能出現(xiàn)激活, 并加強認(rèn)知控制, 對詞義信息進行抑制。Sheth等人(2012)探討了認(rèn)知訓(xùn)練前大腦皮層區(qū)域的變化, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 與控制條件相比, 干擾條件下前部扣帶回皮層的激活程度增強, 進一步表明了前扣帶回對干擾信息的監(jiān)控作用; Milham等人(2003)采用Stroop訓(xùn)練任務(wù), 結(jié)果顯示, 在訓(xùn)練初期, 當(dāng)干擾信息出現(xiàn)時, 扣帶回出現(xiàn)激活, 而在接下來的認(rèn)知加工中, 個體對干擾信息予以忽略, 將注意更多的集中于目標(biāo)信息, 同時前額區(qū)域出現(xiàn)持續(xù)的激活; Rueda等人(2005)對4歲和6歲兒童進行認(rèn)知訓(xùn)練, 經(jīng)過訓(xùn)練后, 干擾條件下前部扣帶回皮層的激活程度降低, 且 N2波幅顯著下降, 另外,訓(xùn)練后6歲兒童的腦電變化與成年人的腦電活動相似, 表明訓(xùn)練可以影響成熟。有研究者認(rèn)為N2成分通常用于指示干擾信息, 發(fā)生源可能位于前部扣帶回, 并且與抑制過程(Johnstone et al., 2007)相關(guān)。因此, 經(jīng)過認(rèn)知訓(xùn)練后, 前部扣帶回的激活程度降低, 而認(rèn)知系統(tǒng)的主動控制過程增強, 個體能夠有選擇性的注意目標(biāo)信息, 而對干擾信息予以忽略, 進而更高效的完成當(dāng)前活動。

在干擾控制過程中, 當(dāng)不同類型的試次連續(xù)出現(xiàn)時, 個體的行為表現(xiàn)也存在一定差異。其中,與一致試次之后的不一致試次(CI)相比, 個體在不一致試次之后的不一致試次(II)中行為表現(xiàn)較好, 即出現(xiàn)了沖突適應(yīng)效應(yīng)。如Millner等人(2012)對平均年齡為 27歲的成年人進行改版的西蒙任務(wù)訓(xùn)練。在此任務(wù)中, 當(dāng)啟動刺激為綠色的圓形時, 要求被試做出在空間上與刺激呈現(xiàn)方位一致的反應(yīng), 即一致試次。當(dāng)啟動刺激為綠色的方形或紅色的圓(方)形時, 要求被試在空間上的反應(yīng)與刺激呈現(xiàn)方位相反, 即不一致試次。結(jié)果表明,與一致試次之后的不一致試次相比, 被試在不一致試次之后的不一致試次中反應(yīng)時顯著下降;Kerns等人(2004)利用腦成像技術(shù)進一步探討了沖突適應(yīng)效應(yīng), 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 在不一致試次之后的不一致試次中, 前部扣帶回的激活顯著降低, 而前額皮層的激活則增強。這可能是由于在不一致試次中, 前扣帶回皮層首先對干擾信息進行監(jiān)測,并進一步增強前額皮層的活動, 加強了自上而下的認(rèn)知控制。因此, 在接下來的不一致試次中, 認(rèn)知系統(tǒng)處于積極的準(zhǔn)備狀態(tài), 前扣帶回的激活降低, 而前額皮層則持續(xù)激活, 使認(rèn)知系統(tǒng)的主動控制過程更加靈活, 個體能更好的注意目標(biāo)信息。然而, 在一致試次中, 不存在干擾信息, 前額等區(qū)域處于未激活狀態(tài)或激活程度較低, 導(dǎo)致自上而下的認(rèn)知控制程度較低。在接下來的不一致試次中, 被試在抑制干擾信息時要引發(fā)并加強一系列的認(rèn)知加工過程, 因此行為表現(xiàn)較差(Carter& van Veen, 2007; Kerns, 2006; Kerns et al., 2004)。Clayson和Larson (2011)的研究表明, 當(dāng)一系列連續(xù)的不一致試次出現(xiàn)時, N2波幅出現(xiàn)顯著下降,這可能是由于在連續(xù)的不一致試次中, 增加了認(rèn)知控制的資源, 導(dǎo)致沖突逐漸減少, 因此N2波幅出現(xiàn)下降; Sheth等人(2012)采用局部毀損法進一步探討了沖突適應(yīng)效應(yīng), 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 在進行毀損前, 被試在干擾任務(wù)中表現(xiàn)出顯著的沖突適應(yīng)效應(yīng), 在對前部扣帶回進行局部毀損后, 被試在不一致試次后的不一致試次中并沒有表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢, 即不存在沖突適應(yīng)效應(yīng)。這一研究結(jié)果表明, 前部扣帶回皮層可能在沖突適應(yīng)中起著關(guān)鍵作用。

3 研究展望

目前研究證明了抑制功能具有一定的可塑性,但是仍有一些問題需要進一步關(guān)注。

第一, 目前大多數(shù)研究認(rèn)為扣帶回和前額皮層在干擾控制過程中起到一定作用, 但訓(xùn)練后行為的改善究竟是增加了扣帶回和前額皮層間聯(lián)系的有效性, 還是僅改善了特定皮層區(qū)域的活性,仍不明確。如 Rueda等人(2005)認(rèn)為訓(xùn)練減少了扣帶回區(qū)域的活動, 進而導(dǎo)致被試在干擾控制過程中需要較少的意志努力, 從而獲得更好的行為表現(xiàn); Millner等人(2012)認(rèn)為訓(xùn)練后扣帶回激活程度的降低需要前額區(qū)域更有效的控制。此外,當(dāng)前研究僅涉及扣帶回和前額皮層, 然而, 有研究者認(rèn)為干擾控制過程可能涉及更廣泛的腦區(qū),如頂葉、基底神經(jīng)節(jié)和丘腦等(Corbetta & Shulman,2002; Dosenbach, Fair, Cohen, Schlaggar, & Peterson,2008; Niendam et al., 2012)。如Corbetta和Shulman(2002)的研究表明, 頂葉區(qū)域中頂內(nèi)溝或頂下小葉參與了自上而下的認(rèn)知控制過程。因此, 對于干擾控制過程機制的探討, 將成為日后重點關(guān)注的問題。

第二, 已有研究表明認(rèn)知訓(xùn)練可以提高個體的干擾控制能力, 并且可以將訓(xùn)練效果遷移到其他認(rèn)知活動中, 但對于訓(xùn)練效果保持時間的問題,目前的研究還較少。Kramer, Hahn和Gopher (1999)研究發(fā)現(xiàn), 訓(xùn)練后效果的改善可以保持 2個月;Davidson等人(2003)對被試進行Stroop任務(wù)訓(xùn)練,經(jīng)過訓(xùn)練后, Stroop色詞干擾效應(yīng)出現(xiàn)了降低, 這種訓(xùn)練效果平均可持續(xù)5.7天; Rebok等人(2014)對老年人進行認(rèn)知訓(xùn)練, 經(jīng)過訓(xùn)練后被試的認(rèn)知能力有了顯著改善, 并且在10年后, 與未經(jīng)訓(xùn)練的老年人相比, 保持效果較好。今后的研究需進一步探討何種訓(xùn)練任務(wù)、訓(xùn)練形式, 訓(xùn)練的持續(xù)時間(連續(xù)訓(xùn)練或間斷訓(xùn)練)能夠更好的保持訓(xùn)練效果。

第三, 目前研究已發(fā)現(xiàn)干擾控制訓(xùn)練效果受多種因素的影響, 但對此進行的研究多為定性研究。如Karbach和Unger (2014)對有注意缺陷多動障礙的兒童進行了認(rèn)知控制訓(xùn)練, 結(jié)果表明, 訓(xùn)練可以彌補執(zhí)行機能的缺陷, 進而改善兒童的表現(xiàn)。然而, 訓(xùn)練效果改善到什么程度？在多大程度上是由于動機、社會和情感等因素的影響？什么程度的訓(xùn)練效果可以遷移到其他認(rèn)知機能和行為問題中？這些問題仍是未知。其中, 動機可能是影響訓(xùn)練效果及遷移效應(yīng)的一個重要因素, 如Thompson等人(2013)對刷新功能進行探究, 刷新能力同樣是執(zhí)行功能的核心成分之一, 是指個體根據(jù)當(dāng)前任務(wù)要求, 用新信息來替換舊信息, 以不斷對記憶中的信息進行修正的過程。研究者選取成年人為被試進行認(rèn)知訓(xùn)練, 每次訓(xùn)練后以金錢作為獎勵, 結(jié)果表明, 訓(xùn)練后并未發(fā)生遷移效應(yīng); 而Jaeggi等人(2011)對兒童進行認(rèn)知訓(xùn)練, 在訓(xùn)練任務(wù)中, 每一個正確反應(yīng)后, 兒童都會獲得相應(yīng)的獎勵, 經(jīng)過認(rèn)知訓(xùn)練后, 兒童的行為得到改善, 且訓(xùn)練效果可遷移到其他未經(jīng)訓(xùn)練的任務(wù)中。因此, 獎勵在一定程度上可能會影響個體的動機, 對于不同年齡階段的被試群體, 影響可能也不同。對于成年人, 外部的獎勵在一定程度上可能會降低內(nèi)部動機, 因此未發(fā)現(xiàn)遷移效果。而兒童則是以外部動機為主, 外部獎勵在一定程度可能會激發(fā)兒童的動機, 促使兒童的行為表現(xiàn)更好。然而, 究竟動機是否會影響干擾控制訓(xùn)練效果及遷移效應(yīng)？如果影響, 影響的程度又如何？在今后的研究中, 還需對影響干擾控制訓(xùn)練效果的因素進行深入探討, 并進一步將影響因素定量化, 以更加明確訓(xùn)練效果與遷移效應(yīng)。

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