大量神經(jīng)成像研究表明,人腦的高級認(rèn)知功能不是由單個腦區(qū)負(fù)責(zé)的,而是通過多個與認(rèn)知活動相關(guān)的腦區(qū)構(gòu)成的特異性腦網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同活動實現(xiàn)。其中,額頂控制網(wǎng)絡(luò)動態(tài)調(diào)控默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)和背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)之間的信息交互,在高級認(rèn)知加工中發(fā)揮重要作用。從幾個方面綜述這一領(lǐng)域的研究進展,包括默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)和額頂控制網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)解剖,以及各個腦網(wǎng)絡(luò)和網(wǎng)絡(luò)間交互在內(nèi)外部注意指向任務(wù)中的功能角色。未來研究需要對3個腦網(wǎng)絡(luò)進行更精確的功能定義,進一步探索網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部各個亞網(wǎng)絡(luò)的功能角色,同時借助效應(yīng)連接的手段,考察網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部和網(wǎng)絡(luò)間信息傳遞的方向性和動態(tài)性,從而更深入理解默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)和額頂控制網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)外部注意指向的認(rèn)知活動中信息交互的神經(jīng)機制。 

【文章來源】：中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報. 2020,39(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

額頂控制網(wǎng)絡(luò)(FPCN，淺綠色)、默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)(DN，橙色)、背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)(DAN，藍色)，以及它們之間的重疊區(qū)域[17]

Spreng等[3]的研究證明，額頂控制網(wǎng)絡(luò)對默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)和背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)具有動態(tài)調(diào)控作用。該研究要求被試分別完成視覺空間規(guī)劃任務(wù)和自傳體規(guī)劃任務(wù):視覺空間規(guī)劃任務(wù)要求個體將注意資源集中在外部刺激上，因此需要背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)的參與;自傳體規(guī)劃任務(wù)需要個體調(diào)用自我相關(guān)的信息，并且想象自身的未來情境，屬于內(nèi)部注意指向的加工，因此需要默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的參與。同時，這兩種認(rèn)知任務(wù)都需要執(zhí)行計劃這一認(rèn)知控制功能，所以都需要使用額頂控制網(wǎng)絡(luò)發(fā)揮其自上而下的控制功能。該研究發(fā)現(xiàn):在完成視覺空間規(guī)劃任務(wù)時，額頂控制網(wǎng)絡(luò)與背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)的活動模式表現(xiàn)出較強的正相關(guān)，而額頂控制網(wǎng)絡(luò)和默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)之間則呈現(xiàn)較強的負(fù)相關(guān);在完成自傳體規(guī)劃任務(wù)時，額頂控制網(wǎng)絡(luò)和默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的活動模式是正相關(guān)的，而額頂控制網(wǎng)絡(luò)和背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)的活動模式則是負(fù)相關(guān)的。這些發(fā)現(xiàn)很好地證明，額頂控制網(wǎng)絡(luò)能夠根據(jù)任務(wù)類型的不同靈活地選擇與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)或者背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)合作，從而將注意資源更好分配，以完成當(dāng)前任務(wù)。此外，Spreng等[39]在另一項關(guān)于老年人的研究中對此發(fā)現(xiàn)進行了重復(fù)驗證。該研究同樣讓被試完成視覺空間規(guī)劃任務(wù)和自傳體規(guī)劃任務(wù)，然后比較了年輕人和老年人在完成任務(wù)時網(wǎng)絡(luò)交互的差異，最后在年輕被試身上發(fā)現(xiàn)了與上一研究相似的結(jié)果:在執(zhí)行視空規(guī)劃任務(wù)時，額頂控制網(wǎng)絡(luò)與背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)功能耦合;在執(zhí)行自傳體規(guī)劃任務(wù)時，額頂控制網(wǎng)絡(luò)與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)功能耦合。Gao等[2]的研究進一步驗證了額頂控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控者角色。研究要求被試分別完成3個實驗條件:靜息態(tài)、手指敲擊任務(wù)，以及觀看自然類電影片段。結(jié)果發(fā)現(xiàn):與靜息條件相比，在完成手指敲擊任務(wù)時，額頂控制網(wǎng)絡(luò)與背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)，而與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接表現(xiàn)出顯著的負(fù)相關(guān);相對于靜息條件，在觀看自然類電影片段時，額頂控制網(wǎng)絡(luò)與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接表現(xiàn)出顯著的正相關(guān)，而與背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接則呈負(fù)相關(guān)。該研究進而使用格蘭杰因果分析(Granger causality analysis,GCA)的方法，發(fā)現(xiàn)大量的從額頂控制網(wǎng)絡(luò)到默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)和背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)的因果聯(lián)系，證明額頂控制網(wǎng)絡(luò)扮演著對默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)和背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)主動調(diào)控的角色。Maillet等[61]最近的研究采用同時包含外部和內(nèi)部注意指向的雙任務(wù)范式，以檢測內(nèi)-外注意振蕩中默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)、突顯網(wǎng)絡(luò)和額頂網(wǎng)絡(luò)的功能交互。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與外部注意指向的任務(wù)相比，在雙任務(wù)條件以及內(nèi)部指向的任務(wù)中，額頂網(wǎng)絡(luò)、突顯網(wǎng)絡(luò)與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)之間的靜態(tài)功能連接都顯著增強，而額頂網(wǎng)絡(luò)、突顯網(wǎng)絡(luò)與背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接則降低。此外，背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)-突顯網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接在外部注意指向的任務(wù)中最強，內(nèi)-外雙任務(wù)條件下中等，在內(nèi)部注意指向的任務(wù)中最低。這些結(jié)果表明，內(nèi)-外注意指向雙任務(wù)的完成，需要默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)、背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)、突顯網(wǎng)絡(luò)和額頂網(wǎng)絡(luò)之間靈活的功能交互。


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