反應(yīng)抑制與反應(yīng)切換的神經(jīng)相關(guān).pdf

1、目的：
　　本研究利用ERP時空模式的高時間分辨率和一定的空間分辨率進(jìn)一步澄清抑制相關(guān)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在stop抑制和change抑制及其主動調(diào)控情況下的神經(jīng)加工機(jī)制?；讵?dú)立作用賽馬模型，反應(yīng)抑制過程可由抑制成功組與正確按鍵組的對比差異中得出。ERP時空模式是將空間插值技術(shù)運(yùn)用于多通道ERP波幅、功率及其統(tǒng)計(jì)量（如F值、t值或P值）等一階特征而生成的、按時間順序排列的腦電活動空間模式（地形圖），可用于統(tǒng)計(jì)推斷。一個功能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)既可基于腦

2、區(qū)之間某些功能連接性指標(biāo)亦可基于同時超出顯著性閾值的多個腦區(qū)的功能指標(biāo)來定義;而基于空間模式的相似性，則可將認(rèn)知過程分解為不同階段來觀察stop抑制和change抑制是否異步分時地調(diào)用同一個抑制網(wǎng)絡(luò)。
　　方法：
　　20名本科生或碩士生（女生12名）自愿參與本實(shí)驗(yàn)，年齡23～26（25+1）歲，均為右利手，身體健康。均知情同意參加實(shí)驗(yàn)并領(lǐng)取一定報酬。
　　Go刺激是由三個箭頭組成，其中間箭頭始終以灰色呈現(xiàn)。兩側(cè)箭頭分

3、別用四種不同顏色作為隨后Signal類型出現(xiàn)的線索，綠色、紅色和藍(lán)色分別預(yù)示將高概率(67％)呈現(xiàn)繼續(xù)(go)、停止(stop)和切換(change)反應(yīng)信號，稱為“有線索”;灰色預(yù)示將低概率(33％)呈現(xiàn)以上三類信號，稱為“無線索”。Signal分為四種情形:紅色X字符為停止反應(yīng)，藍(lán)色箭頭為切換反應(yīng)，綠色箭頭或黑屏均指示繼續(xù)Go反應(yīng)，黑屏作為試圖減少被試有意延遲反應(yīng)的控制條件。 Go刺激和Signal呈現(xiàn)時間分別為150 ms和300

4、 ms，兩者的相隔時間(stimulusonset asynchrony, SOA)為175ms、200ms或225ms，分別占11.5％、77％、11.5％。兩組試次的間隔時間為1300ms、1400ms或1500ms。
　　實(shí)驗(yàn)任務(wù)要求被試完成線索化停止-切換信號范式，對Go刺激的中間灰色箭頭盡快盡準(zhǔn)地啟動辨別反應(yīng)，當(dāng)Signal出現(xiàn)時，被試需依據(jù)Signal類型重新調(diào)整已啟動并進(jìn)行中的按鍵反應(yīng)（停止或切換或繼續(xù)）。所有類型試

5、次偽隨機(jī)出現(xiàn)，但相同試次連續(xù)出現(xiàn)不超過3次。實(shí)驗(yàn)分20個階段，各階段呈現(xiàn)120組試次，各階段間安排30 s閉眼休息。實(shí)驗(yàn)前安排10min練習(xí)，正式實(shí)驗(yàn)耗時65 min。
　　腦電（Electroencephalogram，EEG）記錄采用本實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的、基于北京新拓公司的19通道腦電放大器的ERP系統(tǒng)。記錄電極采用國際10-20標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng):Fp1, Fp2, F3, F4, C3, C4, P3, P4, O1, O2, F7,

6、 F8, T3, T4, T5, T6, Fz, Cz, Pz，連接雙側(cè)耳垂為參考，接地電極置于前額正中。濾波通頻帶為[0.5，100] Hz，頭皮與電極間阻抗＜10kΩ。EEG片段時間窗取為Go刺激出現(xiàn)前-100ms（基線）至呈現(xiàn)后1000ms。自動拒絕偽差閾值設(shè)為70μV，并進(jìn)一步目測手工排除眼動和肌電。統(tǒng)計(jì)分析只納入SOA為200ms的正確試次，分類疊加各類EEG片段獲得ERP。為便于與以往研究對比，本實(shí)驗(yàn)將Signal出現(xiàn)時刻定

7、義為零時刻點(diǎn)。
　　抑制反應(yīng)時SSRT和CSRT由“整合法”計(jì)算得到。行為數(shù)據(jù)抑制正確率和抑制反應(yīng)時應(yīng)用SPSS16.0軟件行2（反應(yīng)類型:stop，change）×2（線索類型:有線索，無線索）重復(fù)測量方差分析，逐對比較運(yùn)用配對t檢驗(yàn)。ERP數(shù)據(jù)利用系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)軟件過多通道ERP數(shù)據(jù)進(jìn)行2（反應(yīng)類型:stop，change）×2（線索類型:有線索，無線索),2(反應(yīng)類型三:stop，go）×2（線索類型:有線索，無線索）和2（反應(yīng)類

8、型:change，go）×2（線索類型:有線索—無線索）兩因素重復(fù)測量方差分析，逐對比較采用配對t檢驗(yàn)。19通道ERP對應(yīng)的F值或t值經(jīng)插值獲得統(tǒng)計(jì)參數(shù)映像(statistical parametric mapping，SPM)。顯著閾值α=0.05。
　　結(jié)果：
　　行為績效
　　抑制正確率的反應(yīng)類型和線索類型的交互作用顯著:F(1,19)=51.45，P＜0.01。一方面，change抑制任務(wù)情況下，有線索條件下的

9、抑制正確率比無線索條件下的抑制正確率低(12.6％，t(19)=4.82，P＜0.01）;但在stop抑制任務(wù)條件下兩組抑制正確率之間無顯著差異(4.1％，t(19)=1.53，P=0.14）。另一方面，在有線索情況下，stop抑制正確率比change抑制正確率高(10.3％，t(19)=6.00，P＜0.01）;但在無線索情況下兩組之間無顯著差異(1.8％，t(19)=1.45，P=0.16）。
　　抑制反應(yīng)時的反應(yīng)類型和線索類

10、型的交互作用顯著:F(1,19)=34.97，P＜0.01。有線索條件下的SSRT比無線索條件下的SSRT更快(40.8 ms，t(19)=7.38，P＜0.01）;有線索條件下的CSRT也比無線索條件下的CSRT更快(22.6 ms，t(19)=4.52，P＜0.01）。此外，有線索情況下的SSRT顯著快于CSRT(22.6 ms，t(19)=6.49，P＜0.01），但在無線索情況下兩者之間差異不顯著(4.4 ms，t(19)=1.

11、52，P=0.15）。
　　ERP統(tǒng)計(jì)參數(shù)映像時空模式
　　首先，與行為績效抑制反應(yīng)時對應(yīng)，stop抑制和change抑制直接比較的反應(yīng)類型主效應(yīng)活化腦區(qū)在時間段250-350 ms分布的差異最大，包括右前額區(qū)(F4/Fp2)和雙頂區(qū)(C3/C4/P3/P4/Cz/Pz)，而在其余的時間段100-250 ms和350-500 ms有顯著差異的腦區(qū)甚少。其中，stop抑制主要激活右前額區(qū)(F4/Fz)，而change抑制主要激

12、活雙側(cè)額頂區(qū)(F4/C3/C4/P3/P4/Fz/Cz/Pz)。此外，stop抑制和change抑制在反應(yīng)前階段依次共同激活背內(nèi)側(cè)額區(qū)(Fz/Cz/Pz;100-200 ms)和右顳頂區(qū)(P4/T6/Pz;200-250 ms)。在反應(yīng)后階段依次共同激活右顳頂區(qū)(350-400ms)和右前額區(qū)(450-500ms)。進(jìn)一步配對t檢驗(yàn)分析顯示，無論有或無線索條件下，stop和change抑制的差異主要在250-350ms的雙頂區(qū)(P3/P

13、4)其次，線索類型主效應(yīng)差異主要在于雙額區(qū)(E3/F4/C3/C4/Fz;100-200 ms)和額后頂區(qū)(C3/C4/P3/P4/Pz,-200-300ms)。最后，反應(yīng)類型(stop vs.change)和線索類型（有vs.無）的交互效應(yīng)在100-500ms幾乎不存在顯著腦區(qū)。
　　結(jié)論：
　　本研究通過應(yīng)用線索化停止-切換信號任務(wù)和ERP時空模式分析，揭示了行為反應(yīng)抑制現(xiàn)象下的神經(jīng)機(jī)制。首先，stop抑制和change

14、抑制共同涉及rMFG和preSMA/SMA構(gòu)成的反應(yīng)抑制網(wǎng)絡(luò)(RIN)，change抑制還涉及雙額頂區(qū)的DAN實(shí)現(xiàn)反應(yīng)重啟。主動準(zhǔn)備對stop和change的神經(jīng)機(jī)制的調(diào)控作用類似，涉及雙側(cè)前額區(qū)組成的中央執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)(CEN)。上述結(jié)果表明change抑制依賴于go1+stop+go2過程，go2過程無法直接取代go1過程，且stop過程和go2過程是并行加工。其次，反應(yīng)抑制過程是數(shù)個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，包括背內(nèi)側(cè)額區(qū)的突出性網(wǎng)絡(luò)SN、右顳頂區(qū)的腹