認知控制神經(jīng)機制

認知控制神經(jīng)機制第一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三反應(yīng)速度小測驗反應(yīng)二：讀顏色，盡可能快地讀出來反應(yīng)一：讀字義，盡可能快地讀出來2第二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三Stroop效應(yīng)，認知控制、元認知StroopRJ,19333第三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三認知控制的概念、或功能Aremarkablefeatureofthehumancognitivesystemisitsabilitytocongfigureitselfforthepreformanceofspecifictasksthroughappropriateadjustmentsinperceptualselection,responsebiasing,andtheon-linemaintenanceofcontextualinformation.Theprocessesbehindsuchadaptability,referredtocollectivelyascongnitivecontorlFromBotvinicketal.,2001,psychologicalreview4第四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三認知控制神經(jīng)機制的基本問題頭腦中是否存在小人（homunculus）？由它來指揮大腦的工作？如果確實有這樣的小人，它存在于哪個/些神經(jīng)結(jié)構(gòu)中？或者由哪些神經(jīng)結(jié)構(gòu)來完成呢？一個重大的進展是：認知控制可能包含沖突覺察和沖突控制兩個環(huán)節(jié)。。。5第五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三認知控制的沖突監(jiān)測理論（monitoringhypothesis）認知控制可能包括對沖突出現(xiàn)的監(jiān)測或覺察，和對沖突的控制兩個環(huán)節(jié)。這在邏輯上是合理的假設(shè)，但通過行為數(shù)據(jù)不容易清楚的檢驗，因為僅有沖突覺察，而無沖突控制，在行為上將沒有RT的差異。也許認知神經(jīng)方面的證據(jù)能夠提供更好的說明。。。EugeneHigginsProfessorofPsychologyDirector,CenterfortheStudyofBrain,MindandBehaviorDirector,PrograminNeurosciencePrincetonUniversityProfessorofPsychiatryUniversityofPittsburghCameronCarter,M.D.Director,UCDavisImagingResearchCenterProfessorofPsychiatryandPsychology6第六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三Stroop任務(wù)中的認知控制：沖突監(jiān)測Inthebasemodel(showninblack),word-readingandcolor-namingpathwaysconvergeonaresponselayer,andtaskunitsbiasprocessingtowardsonepathwayortheother.Conflictintheresponselayerleadstoactivationofaconflict-monitoringelement(blue),which,inturn,modulatesactivityofthetaskunits.Botvinicketal.,2004Conflictmonitoringandanteriorcingulatecortex:anupdate,Trendsincognitivescience7第七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三MatsumotoandTanaka,Science,2004MacLeodandMacDonald,Trendsincognitivescience,2000支持沖突覺察理論的認知神經(jīng)研究證據(jù)ACC起著沖突出現(xiàn)覺察或監(jiān)測的作用dorsalanteriorcingulatecortex(dACC)signalstheoccurrenceofconflictsininformationprocessing,therebytriggeringcompensatoryadjustmentsincognitivecontrol.8第八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三另一個理論：沖突調(diào)節(jié)理論（regulativehypothesis）接受認知控制分為沖突出現(xiàn)的覺察和沖突控制的施行兩個環(huán)節(jié)。但認為是PFC，而不是ACC，覺察著沖突的出現(xiàn)；ACC或PFC都有可能控制著沖突。MichaelPosnerProfessor,DepartmentofPsychology,InstituteofCognitiveandDecisionSciencesB.S.,1957,UniversityofWashingtonPh.D.,1962,UniversityofMichigan9第九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三支持調(diào)節(jié)理論的認知神經(jīng)證據(jù)TheACCresponsesarelargerforneutralthanforcongruentstimuli,intheabsenceofresponseconflict.ThisresultdemonstratestheengagementoftheACCinregulationitself.TheACCisinvolvedinselectivelyenhancingtheactivationofthecorrectresponseuntilaselectionthresholdisexceeded.Roelofsetal.,PNAS,200610第十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三兩個理論的主要分歧集中于ACC與PFC的相對作用和相互關(guān)系上沖突監(jiān)測假設(shè)沖突調(diào)節(jié)假設(shè)PFCACC11第十一頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三如何解決？實驗結(jié)果取決于任務(wù)設(shè)計，是否已有研究結(jié)果的差異是由任務(wù)的不同造成的？常用的任務(wù)：Stroop,Flanker,Go/NoGo,SwitchTask,StopSignalTask,etal.我們設(shè)計了一個新任務(wù)，PIC（PartiallyIncongruentCategorization），來研究認知控制的沖突監(jiān)測和沖突控制的時間順序。12第十二頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三PIC研究的方法和主要結(jié)果在有清晰預(yù)期的情況，包含沖突的條件造成了明顯的N2-P3波幅的增強，偶極子源分析顯示，N2波峰時刻對應(yīng)的偶極子源在dACC上，而P3波峰時刻對應(yīng)的偶極子源在右側(cè)LPFC上。這一結(jié)果對沖突監(jiān)測假設(shè)給出了有條件的支持。Chenetal.,2007,HumanBrainMapping13第十三頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三反應(yīng)發(fā)生之前加工水平的重要性VirziandEgeth,1985;Baldoetal.,1998認為沖突解決的關(guān)鍵是決策階段的加工?；贔odor（1983）心理模塊性思想，沖突的解決可能發(fā)生在不同的認知加工水平上。推測：加工水平對決策解決方式有影響，特別是神經(jīng)激活模式。Fodor,1983,MITPressColtheart,1999,TICS14第十四頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三加工水平與反應(yīng)強度雙維度解釋陳安濤，2007年國家自然科學基金申報書黑色實心箭頭表示圖式化反應(yīng)，灰色實心箭頭表示臨時性反應(yīng)。反應(yīng)1為基于知覺的圖式反應(yīng)，反應(yīng)2是基于知覺的臨時反應(yīng)，反應(yīng)3是基于思維的圖式反應(yīng)，反應(yīng)4是基于思維的臨時反應(yīng)。位置越向下的反應(yīng)具有越高的優(yōu)先性。反應(yīng)沖突的性質(zhì)與反應(yīng)之前認知加工的差異有密切關(guān)系，而不是的沖突性質(zhì)，所造成的腦激活可能是不同的。因此，我們提出反應(yīng)之前最接近加工概念，ClosestProcessPriorResponse，根據(jù)不同任務(wù)中CPPR水平，來解釋該任務(wù)引起的沖突的及解決機制?；谛睦砟K性思想，至少可區(qū)分兩個加工水平：知覺加工和思維水平。知覺水平的加工，應(yīng)不涉及或很少涉及中心系統(tǒng)，比如對形狀的知覺，而不命名；思維水平的加工，則必須由中心系統(tǒng)來完成，比如涉及語音、語義加工，規(guī)則激活與轉(zhuǎn)換等加工。15第十五頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三NeuralActivityDissociationbetweenThought-basedandPerception-basedResponseConflictChenetal.,2007,Neuroimage,underreview16第十六頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三左上：各個時刻點的波幅差異；左下：采用BESA得出的差異波皮層電位圖；右下：采用sLORETA算出的偶極子等效源分布。17第十七頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三我們的一些新結(jié)果和結(jié)論認知控制可能由ACC、PFC分別單獨完成；也可能由兩個結(jié)構(gòu)協(xié)同完成，此時可能由ACC負責覺察沖突出現(xiàn)、PFC負責沖突控制，也可能出現(xiàn)相反的工作模式。實際上，ACC和PFC都分別具有沖突覺察和沖突控制功能，哪種功能受到激活與任務(wù)條件有直接關(guān)系。18第十八頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三我們進一步的預(yù)測在覺察沖突出現(xiàn)的問題上：ACC和PFC都可能覺察沖突的出現(xiàn)。如果沖突發(fā)生在輸入信息與表征信息之間，則會由ACC來反映沖突的出現(xiàn)。如果沖突發(fā)生在兩個輸入信息之間，則會由PFC來反映沖突的出現(xiàn)。19第十九頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三進一步的預(yù)測在控制的問題上：如果沖突發(fā)生在更低水平的動作反應(yīng)之間，或幾乎不需要中心系統(tǒng)參與的情況下，由ACC來執(zhí)行控制。如果沖突發(fā)生在更高水平的概念或表征之間，此時中心系統(tǒng)參與了主要的選擇判斷，則由PFC來執(zhí)行控制。20第二十頁，共二十四頁，編輯于2023年，星期三當前的研究為了處理預(yù)期對認知控制的影響，我們通過改變刺激類型的比例、提示和分析trial之間的順序效應(yīng)來實現(xiàn)。此外，設(shè)計了更純粹的沖突覺察任務(wù)，該任