（应用心理学专业论文）基于flanker和simon多重冲突的认知控制机制研究.pdf

浙江理工大学硕士学位论文 基于f l a n k e r 和s i m o n 多重冲突的认知控制机制研究 摘要 为了在复杂的环境中获得最优的工作绩效，人脑中通过认知控制系统来解决 同时出现的多种冲突信息。但是多重冲突解决的认知控制机制是怎样的，以及不 同冲突间的相互影响是怎样的。为了解决这个问题，本研究整合了基于刺激的 f l a n k e r 冲突和基于反应的s i m o n 冲突，来探讨这两种冲突整合的多重冲突的认 知机制。 本研究共有四个实验，实验一整合了f l a n k e r 冲突和s i m o n 冲突；实验二在 实验一结果的基础上重新整合两种冲突，探讨实验一的结果与以往结果的差异是 否是由于刺激材料引起的任务混淆导致的；实验三和实验四分别控制一种冲突， 来探讨其对另一种冲突的影响。 本研究从反应时来考察多重冲突的认知控制机制，结果显示：多重冲突的条 件下均出现了一致性效应和冲突适应性效应。不仅存在冲突内适应性效应，而且 存在冲突间适应性效应。对于同时呈现的分离的两种冲突来说，f l a n k e r 冲突对 s i m o n 冲突的解决有影响，但是s i m o n 冲突不影响f l a n k e r 冲突的解决。 根据以上的实验结果，得到以下几点结论： ( 1 ) 在整合了f l a n k e r 冲突和s i m o n 冲突的条件下，多重冲突仍然符合冲突 监控理论。本研究中，四个实验均出现了冲突的一致性效应和冲突适应性效应， 说明了即使是在整合了多重冲突的条件下，仍然是符合冲突监控理论的。 ( 2 ) 在基于f l a n k e r 币i s i m o n 的多重冲突条件下，其解决采用了全局化的认 知控制机制。本研究中，实验一和二都表现出了冲突内和冲突间的适应性效应， 说明了一种冲突的解决不仅对同一冲突的解决有影响，而且对另一种冲突的解决 也有影响。不同的冲突共用同一认知控制资源，对总的冲突水平进行调节和控制。 ( 3 ) 对于相互独立的f l a n k e r 冲突和s i m o n 冲突，f l a n k e r 冲突对s i m o n 冲 突的解决有影响，但是s i m o n 冲突不影响f l a n k e r 冲突的解决。 总之，基于f l a n k e r 年d s i m o n 的多重冲突的认知控制系统采用全局化的认知控 制机制来解决冲突，并且这些冲突解决机制存在相互影响，一种冲突的解决也会 影响到另一冲突的解决。对于同时呈现的f l a n k e r 冲突幂d s i m o n 冲突来说，f l a n k e r l v 浙江理工大学硕十学位论文 冲突对s i m o n 冲突的解决有影响，但是s i m o n 冲突不影响f l a n k e r 冲突的解决。 关键词：认知控制，一致性效应，冲突适应性效应 v 浙江理工大学硕十学位论文 m u l t i p l ec o n f l i c t - d r i v e nc o g n i t i v ec o n t r o lm e c h a n i s m so f t h ef l a n k e ra n d s i m o nc o n f l i c t a b s t r a c t i no r d e rt oa c h i e v eb e s tw o r kp e r f o r m a n c ei nt h ec o m p l e xe n v i r o n m e n t t h eb r a i n s o l v eav a r i e t yo fc o n f l i c t i n gi n f o r m a t i o no c c u r r e n c es i m u l t a n e o u s l yt h r o u g ht h e c o g n i t i v ec o n t r o ls y s t e m b u tw h a ti st h ec o g n i t i v ec o n t r o ls o l v e db ym u l t i p l e c o n f l i c tr e s o l u t i o nm e c h a n i s m a sw e l la st h ei n t e r a c t i o nb e t w e e nt h ed i f f e r e n t c o n f l i c t t 0s o l v et h i sp r o b l e m w ei n t e g r a t ef l a n k e rc o n f l i c tb a s e do ns t i m u l a t i o n a n ds i m o nc o n f l i c tb a s e do nr e s p o n s e 。t oe x p l o r ew h e t h e rt h ei n t e g r a t i o no ft h e s et w o c o n f l i c t i n gm e c h a n i s m so fm u l t i p l ec o g n i t i v ec o n f l i c ti s c o n s i s t e n tw i t h e x i s t i n g r e s e a r c h t h e r ea r ef o u re x p e r i m e n t si nt h i ss t u d y , w ei n c o r p o r a t ef l a n k e ra n ds i m o n c o n f l i c ti ne x p e r i m e n tl ：w ea l s oi n c o r p o r a t ef l a n k e ra n ds i m o nc o n f l i c tb yu s i n g o t h e rm a t e r i a l ，a n dd i s c u s sw h e t h e rt h ed i f f e r e n c e sb e t w e e nt h er e s u l t so fe x p e r i m e n t 1a n dp r e v i o u sr e s u l t si sc a u s e db yc o n f u s i o nt h et a s kd u et os t i m u l u sm a t e r i a l ；i n e x p e r i m e n t3a n d4 。w ec o n t r o lac o n f l i c tt oe x p l o r et h ee f f e c t so fa n o t h e rc o n f l i c t t h i ss t u d yi n s p e c tt h ec o g n i t i v ec o n t r o lm e c h a n i s m sf r o mr e a c t i o nt i m e t h e r e s u l t ss h o w s ：t h ec o n f li c ta d a p t a t i o ne f f e c ta n dc o n s i s t e n c ye f f e c th a v eo c c u r r e d u n d e rt h ec o n d i t i o n so fm u l t i p l ec o n f l i c t s n o to n l yt h ec o n f l i c ta d a p t a t i o ne f f e c t o c c u r r e di nt h es a m ec o n f li c t 。b u ta l s ot h ea d a p t a t i o ne f f e c to c c u r r e db e t w e e nt w o d i f f e r e n tc o n f l i c t s f l a n k e rc o n f l i c te f f e c tt h er e s o l u t i o no fs i m o nc o n f l i c t b u tt h e s i m o nc o n f l i c td on o ta f f e c tr e s o l u t i o no f t h ef l a n k e r w ec o n c l u d ef o i l o w i n gc o n c l u s i o n sb a s e do nt h ea b o v ee x p e r i m e n t a ir e s u l t s ： 1 o nt h ec o n d i t i o no fi n t e g r a t i o no ft h ef l a n k e ra n ds i m o nc o n f li c t s m u l t i p l e c o n f l i c t sa r es t i l la c c o r dw i t ht h ec o n f l i c tm o n i t o r i n gt h e o r y i nt h i ss t u d y , t h ee f f e c t s o fc o n f l i c tc o n s i s t e n c ya n dc o n f l i c ta d a p t a t i o ne f f e c to c c u r r e di na l lf o d re x p e r i m e n t s w h i c hi n d i c a t i n gt h a te v e ni nt h ei n t e g r a t i o no fm u l t i p l ec o n f l i c tc o n d i t i o n s i ti ss t i l l a c c o r dw i t ht h ec o n f l i c tm o n i t o r i n gt h e o r y 2 b a s e do nt h em u l t i p l ec o n f l i c tc o n d i t i o nb e t w e e nf l a n k e ra n ds i m o n i tu s ea g l o b a lc o g n i t i v ec o n t r o lm e c h a n i s m s i nt h i ss t u d y , e x p e r i m e n t sla n d2s h o w s a d a p t a t i o ne f f e c t ，w h i c hp r o v e dt h a tn o to n l yo n er e s o l u t i o no fc o n f l i c th a v ee f f e c to n t h ec o n f l i c t ，b u ta l s oa n o t h e ro n e d i f f e r e n tc o n f l i c ts h a r et h es a m ec o g n i t i v ec o n t r o l r e s o u r c e st oa d j u s ta n dc o n t r o it h eo v e r a l l l e v e lo fc o n f l i c tr e g u l a t i o n 3 w h e nt h ef l a n k e ra n ds i m o nc o n f l i c tw h i c hp r e s e n ts i m u l t a n e o u s l yb u tn o t o v e r l a p p i n gi n f o r m a t i o nd i m e n s i o n a l i t y , f l a n k e rc o n f l i c te f f e c tt h er e s o l u t i o no f s i m o nc o n f l i c t ，b u ts i m o nc o n f l i c td o e sn o ta f f e c tt h er e s o l u t i o no ft h ef l a n k e r c o n f l i c t i ns h o r t ，t h ec o g n i t i v ec o n t r o ls y s t e mb a s e do nt h em u l t i p l ec o n f l i c t so ff l a n k e r a n ds i m o nu s e sag l o b a l c o g n i t i v ec o n t r o lm e c h a n i s m st o r e s o l v ec o n f l i c t s ，a n d 浙江理工大学硕士学位论文 c o n f l i c tr e s o l u t i o nm e c h a n i s mi nt h e s ei n t e r a c t i o n s ，8c o n f l i c tr e s o l u t i o nw i l l a l s o a f f e c tt h er e s o l u t i o no ft h ec o n f l i c tt oa n o t h e r f l a n k e rc o n f l i c te f f e e tt h er e s o l u t i o no f s i m o nc o n f l i c t ，b u ts i m o nc o n f l i c td o e sn o ta f f e c tt h er e s o l u t i o no ft h ef l a n k e r c o n f l i c t k e y w o r d s ：c o g n i t i v ec o n t r o l c o n s i s t e n te f f e c t c o n f l i c ta d a p t a t i o ne f f e c t 浙江理工大学硕士学位论文 第一章研究背景 人类的信息加工系统无法接收和处理周围环境中的所有信息，在有限的能够 加工的信息中，既包括跟当前任务有关的信息，还包括与当前任务无关的信息。 这两种信息可能同时被激活，导致无关信息干扰了人脑对与当前任务有关的信息 的加工，由此产生了冲突( c o n f l i c t ) 。为了保证最好的工作绩效，人脑通过一个 认知控制系统来检测和解决冲列1 1 。在现实环境中，我们可能往往会遭遇更为复 杂的信息环境，我们可能需要同时处理多重冲突。因此，有必要来研究人脑对于 多重冲突的认知控制机制，这对于我们提高工作绩效，以及对于很多产品在工效 学设计上都具有指导意义。 1 1 认知冲突 冲突是由于相关信息与无关信息同时被激活，从而无关信息对相关信息造成 干扰所导致的。最常见的认知冲突范式包括s t r o o p 范式】，f l a n k e r 范式【4 1 ，和 s i m o n 范式 5 剖，还存在一些冲突的变式，如空间s t r o o p 冲突、情绪s t r o o p 冲突、 情绪f l a n k e r 冲突、h e d g ea n dm a r s h 任务等等 s t r o o p 冲刭2 】是s t r o o p 等人在1 9 3 5 年发现的，要求被试描述用某一墨水写 的颜色词汇的颜色，当墨水的颜色和词的意思在语义上不相容时，如“r e d 用 绿色的墨水来书写，颜色和词语的冲突会导致一个更慢的反应1 7 】，这就是著名的 s t r o o p 效应。s t r o o p 冲突还有很多变式，如情绪s t r o o p 、空间s t r o o p 、昼夜s t r o o p 、 图词干扰范式等等，这些变式说明了s t r o o p 范式的多样性以及应用的广泛性， 但是从广泛意义来说，其本质还是一个刺激的两个不同维度发生相互干扰的现 象。 f l a n k e r 4 】冲突是当中- i i , 靶刺激与两侧分心刺激同时出现时，两侧分心刺激会 使被试对中心靶刺激的判断产生干扰，造成被试对中心靶刺激的判断变慢。 f l a n k e r 任务也存在一些变式，已有研究考察过情绪f l a n k e r 8 】任务，或者是采用 不同的材料，方向、形状或者颜色进行判断。f l a n k e r 任务是不相关任务信息对 相关任务信息加工的干扰，被试在任务中也有对边侧刺激的反应趋势，因此在判 断中央刺激的时候需要克服两侧刺激的干扰，同时也由于这种干扰，使得被试对 浙江理工大学硕士学位论文 中央刺激的判断变慢或者正确率下降。 s i m o n 冲刭硒】是被试对呈现在中央注视点左边或右边的刺激进行判断，需 要被试按左键或者右键进行反应，在该任务中相关信息是非空间信息的物理特 征，比如颜色或者形状，而刺激出现的位置是任务无关信息，当刺激呈现的空间 位置和正确反应对应的按键位置不相容时，会导致一个更慢的反应。 上述三个范式是研究认知冲突的经典范式，这些范式认为冲突是源于相关维 度与无关维度之间的竞争，冲突的解决需要被试克服无关维度所带来的干扰，而 只对相关维度做出反应。k o m b l u m 认为无关信息的处理方式主要取决于，它是 与刺激相关信息重合，还是与反应重合，基于这个观点，他提出了维度重合模型 【9 】，根据维度重合和维度相关分出了8 类。其中s i m o n 冲突属于第3 类，即无关 信息维度与反应维度有重合，而与相关信息维度不重合，在s i m o n 冲突中，相 关信息维度是非空间维度，而无关信息维度和反应维度都是与空间信息有关； f l a n k e r 冲突属于第四类，即相关信息与无关信息在维度上有重合，但是二者都 与反应维度无重合；s t r o o p 冲突属于第8 类，该类的特征是反应维度与相关信息 或者无关信息维度有重合，相关信息和无关信息维度之间也有重合。s t r o o p 任务 唤起了不相关刺激维度和相关刺激维度的重叠，词义加工被认为是对颜色命名的 一个特定的很强的干扰，因为词义加工组成一个更加熟练的加工过程。根据 k o r n b l u m 的维度重合模型，将s w o o p 冲突和f l a n k e r 冲突分为基于刺激 ( s t i m u l u s b a s e dc o n f l i c t ) 的冲突【9 。1 1 】，s i m o n 冲突属于基于反应( r e s p o n s e b a s e d c o n f l i c t ) 的冲突】。三种类型冲突都涉及到任务相关维度与不相关维度或者反 应维度之间信息加工通路的干扰而导致竞争性表征的激活。 1 2 认知控制及策略 当人们面对复杂多变的环境时，需要能够快速有效的将行为与当前的环境结 合起来，从而灵活的调整自己的行为，达到当前的目标。认知控制的过程就是根 据对当前环境的判断，选择与环境适当的知觉、记忆、反应表征或者加工通路， 充分整合信息的变化，进而对当前进行的任务作出灵活的反应 1 2 - 1 3 】。 认知控制有三个重要的成分【1 3 】：一是对内部的目标和规则进行表征，由外 侧前额皮层( p r e f r o n t a lc o r t e x ，p f c ) 来负责整合内部和外界的信息并在冲突情 3 浙江理工大学硕士学位论文 境下保持这些信息进而完成各种目标导向的行为；二是对目标或表征的选择和更 新，主要是由中脑多巴胺系统( m i d b r a i nd o p a m i n es y s t e m ，d a ) 来负责对信号 进行门控( g a t i n gs i g n a l ) 三是对冲突的检测和调节，由前扣带回( a n t e r i o r c i n g u l a t ec o r t e x ，a c c ) 来负责对冲突进行检测。这三个成分相互配合，共同解 决环境中出现认知冲突的情况。现在的认知控制研究很多都来关注认知控制不同 的成分在冲突解决中的作用、相对应的时程以及脑机制。 认知控制被认为是以两种主要方式来解决冲突的，一个冲突解决的神经上的 策略是在知觉通路上来影响刺激加工，那些与任务相关的刺激特征相关的皮层表 征与那些与任务无关的特征相比可能就会被放大【l 7 1 。在s t r o o p 任务中，冲突源 于与任务相关和与任务无关的刺激特征的不相容性( 基于刺激的冲突) ，这样的 偏向刺激的冲突解决机制已经发现与加强跟任务相关的刺激信息的知觉表征的 加工有关。s t r o o p 冲突是通过偏向刺激策略来解决，在这个策略中，任务相关刺 激的信息处理相对于任务无关的特征处理得到了放大。基于刺激的s t r o o p 冲突解 决激活的脑区主要在较高级的顶额叶皮层，而自上而下的选择注意机制中用来偏 向喜好的任务相关的视觉刺激处理有关的脑区和这个区域基本吻合：用于发起选 择刺激特征偏向的自上而下的信号被认为是源于顶叶皮层 1 4 - 1 7 】( p a r i e t a lc o r t e x ) ， 但是顶叶皮层也是从前额叶中得到相应的信号的，这个高级的项叶皮层被认为是 调节前额叶处理在纹状体外皮层区域的任务相关刺激特征的区域，通过f m r i 发 现两者的激活有很强的相关 i s - 1 9 】。在纹状体外神经元中，对特定信息特征的偏向 反应被证明存在一个选择增益机制，这个机制主要表现为增强神经元的神经电发 放频率来对所关心的特征做优先反应。第二个克服冲突的策略是影响反应选择的 过程，例如抑制任务无关信息的动作输出【1 6 , 2 0 - 2 2 1 。被认为这样一种偏向反应的冲 突解决策略在s i m o n 任务中被用于解决冲突，s i m o n 冲突的发生是由于任务相关 刺激特征和反应特征的不相容性。基于反应的s i m o n 冲突的解决被认为是通过调 节的自上而下的抑制作用，或者是说“压抑直接的反应激活的通路加工的输出， 以此来减少与任务无关的反应选择的影响。在神经水平，空间刺激位置的“自动” 激活发生在同侧运动皮层已经得到了人脑的e e g 相关数据的支持【2 3 】。此外，还 有猴子的单神经元记录数据的支持【2 4 】。在s i m o n 冲突中必定经历一个反应偏向的 过程，这个过程可以抑制反应激活的直接通路。而并不是抑制一个已经开始选中 4 浙江理工大学硕士学位论文 的错误的反应。 1 3 冲突监测理论及其研究支持 冲突监测理论( c o n f l i c tm o n i t o r i n gt h e o r y ) 认为认知控制在于发现当前复杂 情境中的冲突，在人脑中存在特定的区域来对信息加工中的冲突进行检测和监 控；该冲突信号在认知控制中引发对其信息加工的策略调整，使之得到解决，并 在接下来的任务中防止冲突的发生 1 , 2 5 】。针对该理论，c a r t e r 等人 1 3 , 2 6 1 明确区分 了冲突监测和执行控制，他们认为冲突监测是对当前信息加工过程中的各种表征 或者目标进行简单的评估，并将内部和外界信息结合起来，冲突监测的结果用来 指导其他具体的执行部位以实现对行为的调节控制；而执行控制是一种资源有限 的自上而下的加工过程，是基于经过冲突监测后得到的评估结果发出的一系列的 命令和目标来实现的。该理论强调认知控制过程中的两个成分：一是评价成分， 主要在前扣带回，用来检测情境中各种类型的冲突，冲突越大则该区域的激活程 度越强，当发现冲突时就发出冲突信号，并对其他脑区产生兴奋或者抑制作用， 并且还可检测错误反应，在错误反应的情况下也会被激活；二是执行成分，主要 在背前额皮层，该区域主要是工作记忆的中央执行区域，负责目标与规则的表征、 保持自上而下的注意和任务操作等认知活动。前额皮层通过加强与当前任务有关 的自上而下的注意来整合内部和外界的信息进而解决冲突。 冲突监测理论中，前扣带回负责检测信息加工进程中的冲突信号，并将信号 传递到前额皮层以及其他区域来对行为进行调节和控制。冲突监测理论提出后， 围绕着该理论已经进行了大量的研究。在这些研究结果中，有的研究结果是支持 冲突监测理论的，但是也有不少研究结果与冲突监测理论不一致的。这些研究结 果都能帮助研究者更好的理解冲突监测理论。 1 3 i 行为结果 围绕着冲突监测理论，在行为结果上有两个指标被认为是反映了该理论：一 致性效应( c o n g r u e n c ye 疏c t ) 和冲突适应性效应( c o n f l i c ta d a p t a t i o ne f f e c t ) 1 1 , 2 5 , 2 7 。 在f l a n k e r 冲突任务判断中，要求被试忽略两侧的刺激，只判断中间的目标 刺激跟两侧的干扰刺激是否一致，通过对行为数据的分析发现，不一致 5 浙江理工大学硕士学位论文 ( i n c o n g r u e n t ) 的t r i a l 即两侧干扰刺激与中央目标刺激不一致时要比一致 ( c o n g r u e n t ) 的t r i a l 即两侧干扰刺激与中央目标刺激一致时的反应时要长，被 试对不一致的t r i a l 的反应要慢一些，这可能是由于两侧刺激对中间的目标刺激 的干扰造成的。这种效应就是一致性效应，该效应在s i m o n 冲突和s t r o o p 冲突 中也被证实，即在不一致的条件下要比一致的条件下反应要慢【1 2 1 6 ，2 0 乏2 ，2 7 3 0 1 。 g r a t t o n 等人【3 1 1 研究发现，冲突适应性效应被认为是反映了任务无关信息对 任务相关信息加工的干扰程度随着试次序列的变化而变化：不一致的试次即不相 容试次后t r i a l 要比相容试次后的t r i a l 的冲突要减少。前一个t r i a l 一致且当前t r i a l 不一致的情况被认为是由于前一个t r i a l 是一致的即相容的，所以被试的认知控 制较低，而当前不一致t r i a l 引发的冲突较高；前一个t r i a l 是不一致且当前t r i a l 也是不一致的情况被认为是由于前一个t r i a l 引发了被试较高的认知控制，有利 于下一个t r i a l 中冲突的解决，因此反映在当前的t r i a l 上就是不一致的t r i a l 的反 应时变短口7 1 。根据冲突监控模型，上一个t r i a l 和当前t r i a l 是相容的话，它们就 会相互影响，因为一个不相容的t r i a l 的高冲突导致认知控制的上调，这反映了 对不相容t r i a l 的更快的反应和对相容t r i a l 的反应变慢。冲突适应性效应被认为 是反映了冲突认知控制回路的机制【1 2 2 5 ，2 8 2 9 ，3 2 1 ，该效应在s t r o o p 2 7 。2 8 ，3 3 1 冲突和 s i m o n 1 6 ，2 0 2 2 ，3 0 , 3 4 3 5 】冲突中也被验证。 由于冲突适应性效应被认为是支持冲突监测理论的证据，因此根据冲突监测 理论，改变一致性t r i a l 和不一致t r i a l 的比例也对冲突解决造成影响。c a r t e r 等人 【b 】在s t r o o p 冲突中，通过控制一致t r i a l 和不一致t r i a l 出现的比例来操作被试的 期待，设置了两种情景：一种情景是8 0 的t r i a l 是一致的t r i a l ，2 0 的t r i a l 是不 一致的t r i a l ，另一种情况就是反过来，8 0 的不一致t r i a l 和2 0 的一致t r i a l 。研 究结果发现，在一致t r i a l 较多的情况下引发了被试较低的认知控制水平，因此 造成不一致t r i a l 的冲突水平较高，解决时间较长；而在不一致t r i a l 较多的情况 下，引发被试较高的认知控制水平，使得不一致t r i a l 的冲突水平较低，反应时 较短。该结果也符合冲突监测理论的假设。 由于一致性效应和冲突适应性效应在各冲突范式中均被证实，且其结果符合 冲突监测理论的假设，因此一般将这两种效应认为是冲突监测理论的有力支持， 这两种效应不仅在行为数据即反应时上有表现，在大脑区域的激活程度等神经数 6 浙江理工大学硕士学位论文 据上也有体现，后续会一一介绍。 1 3 2 电生理学研究结果 围绕着冲突监测理论的电生理学研究结果都发现前扣带回和前额皮层都参 与了冲突控制。前扣带回【1 ，3 6 - 4 0 】在冲突解决的过程中起到作用主要有两方面：一 是认为前扣带回监控冲突的出现，并且整合内部和外界的信息将信号传递到背外 侧前额皮层来通过一定的兴奋或者抑制的机制来解决冲突。二是前扣带回负责监 测错误，面对出错时提供信号进而解决冲突 4 1 - 4 2 】。前额皮层在冲突解决过程中更 多的是负责冲突解决策略的调整以及具体的解决冲突的执行控制【4 3 - 4 5 1 。许多研究 都证实了前扣带回和前额皮层参与了冲突控制的过程。 根据c a r t e r 和b o t v i n i c k 1 ，1 3 ，2 5 粕1 提出的冲突监测理论的假说，当前扣带回检 测到冲突时就发出信号，进而对不同的脑区起到了兴奋或抑制的作用，那么前扣 带回对冲突的出现非常敏感，已有研究发现在f l a n k e r 任务、s t r o o p 任务还有 g o n o 。g o 任务中都会出现激活。m i l h a m 2 5 】发现s t r o o p 任务中前扣带回只有在 不一致t r i a l 的条件下才会出现激活。本研究中有两种不一致的条件：不一致重 叠条件，即，如果墨水颜色是蓝、绿、黄，那么词也用蓝、绿、黄，此时的反应 维度和冲突信息维度重叠；不一致不重叠条件，即，墨水采用蓝、绿、黄，但 是词采用其他不对应的颜色，此时存在语义上的冲突，但不存在反应冲突。实验 结果发现所有不一致的条件减去一致条件下，背外侧前额皮层都会被激活。但是 前扣带回只有在不一致重叠条件下才出现激活，说明了前扣带回的激活对于反 应冲突更加敏感。前扣带回虽然处理反应水平的冲突但对于具体的反应形式及加 工内容都不加以选择。同时，由于前扣带回和大脑里其他区域，如额叶、顶叶、 颞叶等存在联系，因此认为前扣带回参与了冲突加工过程中多个阶段的加工。例 如w e i s s m a n 【删等人发现在不存在反应冲突的情况下，前扣带回也会被激活。关 于前扣带回在认知控制中的具体功能，可以肯定的是，前扣带回在认知控制的过 程中负责检测冲突，这一点符合冲突监测理论的假设。 除了冲突检测的功能，前扣带回还负责检测错误。在对冲突序列中的错误 t r i a l 的分析发现，在错误反应出现后的5 0 1 5 0 m s 脑波会出现负偏转，该成分被 浙江理工大学硕士学位论文 称为错误关联负波e r n ( e r r o r - r e l a t e dn e g a v i t y ) 3 7 4 0 。尽管在不同的冲突情境中， e r n 的波幅可能有所不同，但是其潜伏期基本保持稳定，对e k n 的源定位研究 发现该成分源于前扣带回。冲突监测理论认为在错误反应之后，对该冲突的加工 仍在继续，因此正确反应的表征被激活，与错误反应的表征相冲突，因此e k n 反映了此种情况下的冲突水平，该成分源于前扣带回，与f m r i 发现的前扣带回 出现激活的结果相一致。因此可以认为，前扣带回的激活仍旧与冲突水平有关。 负责信息加工过程中的冲突检测。 已有研究认为前额皮层负责解决冲突和评估执行控制的需要。g e h r i n g 和 k n i g h t t 3 9 】研究发现存在大脑左侧前额皮层损伤的病人在面对冲突情境时，相比于 正常人，更容易出现错误，错误率较高，并且对错误反应的纠正也表现较差，但 是在错误后减慢的过程没有受到损伤，该结果认为病人仍然能够很好的检测到冲 突的出现，但是无法控制冲突的解决，抵抗无关信息干扰的能力减弱。冲突检测 能力完好但是冲突解决能力减弱可能与前额皮层损伤有关，可能前额皮层接收到 前扣带回传递的关于内部和外界环境中有关信息和无关信息不一致的信号，经过 对冲突的评估后发出一系列的命令和目标来执行控制，使得无关信息的表征被减 弱或者相关信息的表征被加强，进而解决冲突。而前额皮层受损可能造成了与任 务有关信息的表征被减弱，无关信息的表征被加强，导致了病人难以作出正确的 判断和反应。 在以往的许多关于冲突控制的研究中，发现前扣带回和前额皮层都会被激 活。冲突监测理论认为前扣带回负责检测冲突信号，然后将信号传递到前额皮层， 由前额皮层来执行具体的冲突解决。因此可以推测前扣带回要先于前额皮层被激 活【47 1 。许多研究表明了当冲突出现时会出现前扣带回的激活，并且与冲突监测 有关的前扣带回的活动能够在很大程度上预测前额皮层的活动【l 2 7 1 。d u r s t o n 等人 47 】研究发现前扣带回能够检测到信息加工过程早期出现的冲突，背外侧前额皮 层被激活并一直维持较高的激活水平，进而通过自上而下的注意的调整冲突处理 的策略，进而引起了顶叶的激活。b o t v i n i c k 等人【l 】研究发现前扣带回能够检测到 冲突的出现，进而是背外侧前额皮层产生更强的控制作用。b r a v e r 4 s 】认为环境中 的冲突被前扣带回检测到，经过评估后冲突信号被传递到前额皮层，前额皮层进 而通过自上而下的注意调整了冲突解决的策略，使得冲突水平降低，冲突水平降 8 浙江理工大学硕士学位论文 低后，前额皮层的激活水平也降低了。但是也有研究并不支持前扣带回和前额皮 层的先后关系，b a d g a i y a n 等j k 4 9 】研究发现前额皮层在刺激出现后的2 0 0 m s 后就会 被激活，而前扣带回直到刺激出现后的3 0 0 m s 才会出现激活。也有研究发现额下 皮层( i n f e r i o rf r o n t a lc o r t e x ，i f c ) 要比前扣带回的激活出现的早。从这些研究 结果可以推测出在时程上，前扣带回要比前额皮层激活出现的晚，前扣带回对前 额皮层解决冲突调节冲突更多的是起到了补充的作用。虽然以往的研究没有得到 关于时程上前扣带回和前额皮层之间关系的一致的结论，但是可以确定的是，由 于前扣带回对冲突检测的激活进而增强了前额皮层对冲突解决的控制作用。 综合上述的研究，前扣带回和前额皮层在冲突解决的过程中起到了非常重要 的作用，但是冲突控制的过程是需要多个脑区联合起来共同参与。因此除了前额 皮层和前扣带回，额极皮层、额下回、项叶以及前运动区等脑区都会参与冲突控 制，如额极皮层对基于反应的冲突比较敏感，并且通过选择与任务相关的反应通 路来参与冲突的解决过程。 1 4 单一冲突与多重冲突 近年来关注冲突的研究较多，早期主要关注不同冲突的机制及理论解释，后 来也有不少研究者从电生理学角度来关注冲突激活的脑区以及不同冲突的加工 时程。发展到近年，更多的研究关注多重冲突的解决机制，比较单一冲突和多重 冲突的在加工机制上的区别和联系。 围绕着上述三种冲突，以往的研究者己进行了各种研究，来探索三种冲突现 象以及出现的机制，以寻求适当的理论解释。s t r o o p 冲突、f l a n k e r 冲突和s i m o n 冲突都己被证实行为结果都会出现一致性效应和冲突适应性效应，三种冲突结果 都支持了冲突监测理论的解释，这些行为结果已有了大量的研究。近年来也有很 多关于这三种冲突的电生理学研究，关注这三种冲突的激活模式，它们各自激活 的脑区和时程等。m a r i o 和m a r t y 等人 s o 】对色词s t r o o p 任务进行e r p 分析发现， 中央背侧脑区( m e d i a ld o r s a l ) 负波出现在刺激出现以后的3 5 0 5 0 0 m s 之间( 波 峰在4 1 0 m s ) 。在手动任务中，存在很广泛的中央背侧脑区的脑波分布。源分析 表明发生源在前扣带回。随着时间的推移，在刺激出现后的5 0 0 m s 8 0 0 m s 之间 9 浙江理工大学硕十学位论文 发现正偏转。这些结果的一种可能的解释就是：s t r o o p 色词干扰首先激活前扣带 回( 3 0 0 5 0 0 m s ) ，接着激活左脑顶叶皮层，可能与词义的额外加工有关。w e s t 和 a l a i n 【5 l j 采用e r p 区分s t r o o p 任务和数字位置任务中认知控制与反应冲突的神经 机制。在刺激之前给予线索，分离与认知控制有关e r p 成分和与冲突加工有关 的e r p 成分。结果发现认知控制与枕顶区域的慢波有关。在s t r o o p 任务中，冲 突加工与出现在中央前额叶4 0 0 5 0 0 m s 的n 4 5 0 有关。在两种任务中，都在中央 顶叶5 0 0 m s 以后出现了s p 波。m a r k e l a 等人【5 2 】采用s t r o o p 冲突任务并用事件相 关电位e r p 进行时程分析，发现不一致条件与一致和中性条件相比，在左额中 皮层区3 5 0 4 5 0 m s 出现了更大的负波n 4 5 0 ，偶极子溯源分析的结果发现不一致 与一致的差异( 即n 4 5 0 的发生源) 定位于左侧前额皮层。其后在4 5 0 5 5 0 m s 不一 致条件下在额中区域诱发了一个更大的正波p 5 0 0 ，定位于右侧的前扣带回。 l a n s b e r g e n 等人 5 3 - 5 4 也在s t r o o p 任务中考察了n 4 5 0 和s p 波，认为这两个成分 反映了冲突加工和注意控制。以上这些研究都从电生理学角度分析了s t r o o p 冲 突加工的所有阶段，认为p 3 0 0 潜伏期对知觉过程敏感，用于检验知觉评价干扰； n 4 5 0 成分与冲突检测有关；s p 波与冲突解决有关。除了s t r o o p 冲突，f l a n k e r 冲突和s i m o n 冲突的有关研究中也对其时程进行了分析。有研究者对f l a n k e r 任 务进行e r p 分析发现，在2 5 0 3 5 0 m s 之间出现负波，不一致条件比一致或者中 性条件要大，并且有研究发现该成分可能来源于a c c 5 5 1 。v a l l e 等人酬对s i m o n 任务进行e r p 分析发现不一致的t r i a l 和一致的t r i a l 的p 3 0 0 潜伏期存在差异， 不相容t r i a l 的p 3 0 0 潜伏期变长，表明s i m o n 效应存在知觉干扰。i d e n o 等人【5 刀 研究发现一致条件相比不一致条件，p 3 0 0 潜伏期更短，波幅更小，在3 5 0 5 5 0 m s 范围内的n 4 5 0 的波幅在不一致的条件下更大，表明s i m o n 效应可能在知觉加工 和反应选择阶段产生。上述三种冲突在加工解决的过程中，可能激活了一些共同 的脑区，包括内侧前额叶皮质、前扣带回、侧前额叶和顶叶区域等 5 8 - 5 9 】。 上述研究都是对某一冲突进行单独研究，近年来，很多研究者试图将不同的 冲突进行比较，来研究多重冲突的认知机制，但是此方面的研究还较少，并且未 得到一致的结论。g e o r g e 等人唧】融合s t r o o p 、s i m o n 和f l a n k e r 任务发现，多重 冲突条件下反应时变长，正确率下降，f m r i 结果发现多重冲突条件下前扣带回 背侧皮质显著激活，但是该研究将冲突整合的并不够好，且没有关注不同冲突之 1 0 浙江理工大学硕士学位论文 间的区别和联系。p e t e r s o n 等人【5 8 】认为s t r o o p 任务和s i m o n 任务激活的脑区相似， 时程相似，因此认为对这两种不同冲突的加工方式也非常的相似。l i u 等人【5 9 】 整合了空间s t r o o p 任务和s i m o n 任务，认为这两个任务都激活了注意控制有关 脑区以及和注意控制有关的更高级的脑区，同时两种任务也各自激活了一些特定 的脑区或者是在这些脑区的激活程度上存在差异，s i m o n 冲突对于与反应冲突的 检测、反应选择以及计划相关的前扣带回、运动辅助区、楔前叶等更加敏感，而 空间s t r o o p 冲突对与任务相关属性的偏向加工有关的脑区如低位顶叶前极皮层 更加敏感。而e g n e r 等人【3 2 】联合了s t r o o p 冲突和s i m o n 冲突，发现冲突的主效 应显著，交互效应不显著，认为人脑可以灵活运用某些独立的机制来解决不同类 型的冲突，解决冲突的认知控制机制与特定的冲突类型有关，基于刺激冲突的控 制机制只解决基于刺激的冲突，不能影响基于反应冲突的解决，反之亦然。结果 说明了人脑可以灵活的运用某些独立的机制来解决不同类型的冲刭6 1 】，偏向运 动程序控制机制解决基于反应的冲突：偏向刺激表征机制来解决基于刺激的冲 突。人脑通过模块化的认知控制结构，动态分配控制资源，并以平行的，上下文 相关的方式来解决冲突。最新的研究关注了双重冲突和单一冲突活动的差别，为 了解决在对两个同时存在的干扰的检测和处理所涉及的脑区这个问题，使用 f m r i 来比较多重冲突和单一不相容情况下脑区活动的差别【6 2 6 3 1 。发现结果显示， 在检测多重冲突出现时只有左背外侧前额皮质的神经信号增强，中部背外侧前额 皮质的信号并没有增强。对冲突解决和错误后试次的适应进行进一步的分析，发 现了二者潜在的不同的