本文關(guān)鍵詞：任務(wù)轉(zhuǎn)換背后的功能腦網(wǎng)絡(luò)動態(tài)變化，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：為了應(yīng)對時刻變化的環(huán)境,人類需要根據(jù)自己的內(nèi)心目標(biāo)靈活地在不同的任務(wù)間進行切換。由一個任務(wù)轉(zhuǎn)換到另一個任務(wù)的過程被稱為任務(wù)轉(zhuǎn)換(task switching),它是人類認(rèn)知控制能力的一個重要成分。在實驗室中,研究者通常采用任務(wù)轉(zhuǎn)換范式來研究轉(zhuǎn)換加工背后的心理機制。在這個范式中,被試根據(jù)要求執(zhí)行任務(wù)兩個或多個任務(wù),一般會有兩種情況,一種是被試需要從一個任務(wù)轉(zhuǎn)到另一個任務(wù),另一種是被試需要重復(fù)執(zhí)行先前的任務(wù)。研究者們一致發(fā)現(xiàn),被試在執(zhí)行轉(zhuǎn)換任務(wù)時的反應(yīng)時比執(zhí)行重復(fù)任務(wù)時的反應(yīng)時長而且錯誤率高,這種轉(zhuǎn)換過程中行為表現(xiàn)變差的現(xiàn)象被稱為轉(zhuǎn)換代價(switch cost)。當(dāng)一個任務(wù)出現(xiàn)后,個體會進入一個任務(wù)特定的認(rèn)知狀態(tài),并且構(gòu)建一個包含知覺、注意、記憶、反應(yīng)相關(guān)的過程的任務(wù)設(shè)置(task-set)。相比于重復(fù)條件,轉(zhuǎn)換條件會導(dǎo)致一個任務(wù)設(shè)置更新的過程,該過程通常伴隨著更強的神經(jīng)活動。近幾年神經(jīng)影像研究發(fā)現(xiàn)任務(wù)轉(zhuǎn)換依賴于多重的控制過程,分別負(fù)責(zé)不同的任務(wù)設(shè)置成分,并且受到一個一般性的額頂控制網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控。此外,一些研究提出認(rèn)知控制功能是取決于大尺度功能腦網(wǎng)絡(luò)間的相互作用的。其中額頂網(wǎng)絡(luò)(fronto-parietal network,FPN)和扣帶蓋網(wǎng)絡(luò)(cingulo-opercular network,CON)是兩個主要的控制網(wǎng)絡(luò),負(fù)責(zé)對當(dāng)前任務(wù)設(shè)置的控制。作為一種典型的任務(wù)設(shè)置的控制過程,任務(wù)轉(zhuǎn)換應(yīng)當(dāng)同樣依賴于大尺度腦網(wǎng)絡(luò)間的相互作用,但其具體的腦網(wǎng)絡(luò)動態(tài)變化仍然是不清楚的。此外,一個位于額下溝和中央前溝交匯處的腦區(qū)——額下結(jié)(inferior frontal junction,IFJ),被認(rèn)為是任務(wù)轉(zhuǎn)換的一個重要腦區(qū),負(fù)責(zé)一般性的任務(wù)設(shè)置更新。不過當(dāng)前的大尺度網(wǎng)絡(luò)研究并沒有突出該腦區(qū)的重要作用。這主要是因為大尺度腦網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化是任務(wù)情景特異的,之前的研究并沒有直接考察與轉(zhuǎn)換相關(guān)的腦網(wǎng)絡(luò)動態(tài)變化。我們認(rèn)為在轉(zhuǎn)換過程中,為了完成任務(wù)設(shè)置的更新,左側(cè)IFJ與其他轉(zhuǎn)換相關(guān)腦區(qū)間功能連接會出現(xiàn)增強的現(xiàn)象。本研究采用一個典型的任務(wù)轉(zhuǎn)換范式,基于事件相關(guān)的功能磁共振實驗設(shè)計,通過激活分析和有效連接的分析,來描述任務(wù)轉(zhuǎn)換背后的功能腦網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)變化。實驗任務(wù)有兩種,分別是判斷面孔圖片的性別和漢字姓名的性別。這里不區(qū)分任務(wù)因素,只考慮轉(zhuǎn)換和重復(fù)兩個實驗條件。我們考察轉(zhuǎn)換條件減去重復(fù)條件下的大腦激活情況,來確定與任務(wù)轉(zhuǎn)換過程相關(guān)的腦區(qū),然后把這些相關(guān)腦區(qū)作為種子點,使用多元心理生理交互作用分析來考察這些腦區(qū)間的功能連接變化。我們收集了26名正常被試在完成行為任務(wù)時的功能磁共振數(shù)據(jù)。在轉(zhuǎn)換任務(wù)的行為結(jié)果中,被試在轉(zhuǎn)換條件下的反應(yīng)時變長,錯誤率更高,表現(xiàn)出一種典型的轉(zhuǎn)換代價,同時,轉(zhuǎn)換條件對比重復(fù)條件會導(dǎo)致一系列額頂腦區(qū)的正激活效應(yīng)。這些腦區(qū)包括:左側(cè)背外側(cè)前額葉(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)、雙側(cè)腦島(bilateral anterior insula,AI)、前扣帶皮質(zhì)(anterior cingulate cortex,ACC)、雙側(cè)背側(cè)前運動皮質(zhì)(dorsal premotor cortex,dPMC)、左側(cè)額下結(jié)(inferior frontal junction,IFJ)、雙側(cè)頂下小葉(inferior parietal lobule,IPL)、雙側(cè)頂內(nèi)溝(intraparietal sulcus,IPS)、雙側(cè)頂上小葉(superior parietal lobule,SPL),以及枕葉皮層。這些激活腦區(qū)包括了轉(zhuǎn)換加工所涉及一些主要腦區(qū),并且與一個一般性的額頂控制網(wǎng)絡(luò)相吻合。我們選擇其中10個主要的腦區(qū)作為種子點,在轉(zhuǎn)換對比重復(fù)條件下,計算了他們之間的有效連接。發(fā)現(xiàn)在轉(zhuǎn)換條件下,這些腦區(qū)間出現(xiàn)增強的功能連接,并且其連接模式反映了CON和FPN間的相互作用。其中,與CON相關(guān)的連接主要反映CON對其他腦區(qū)的輸出,而FPN相關(guān)的連接則反映了其網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的相互作用。此外,左側(cè)AI是CON的一個關(guān)鍵節(jié)點且承擔(dān)了CON大部分的輸出,而左側(cè)IFJ接受來自CON的輸入,并且對其他FPN節(jié)點和運動腦區(qū)施加影響,在這個轉(zhuǎn)換相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)模式中表現(xiàn)出一個核心節(jié)點的作用。在連接強度和行為表現(xiàn)的相關(guān)分析中,所有連接的強度變化與行為轉(zhuǎn)換代價呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),IFJ相關(guān)連接的強度變化與行為轉(zhuǎn)換代價也呈現(xiàn)負(fù)相關(guān),但左側(cè)AI相關(guān)連接的強度變化與行為轉(zhuǎn)換代價表現(xiàn)不相關(guān)。相關(guān)分析結(jié)果說明以左側(cè)AI為關(guān)鍵節(jié)點的CON更多的是負(fù)責(zé)對轉(zhuǎn)換信息的監(jiān)測以及啟動控制,而以IFJ為核心的FPN則主導(dǎo)了控制的實施。當(dāng)前的結(jié)果表明,任務(wù)轉(zhuǎn)換是依賴于大尺度功能腦網(wǎng)絡(luò)間的動態(tài)變化的,并且左側(cè)IFJ在這個網(wǎng)絡(luò)中起了核心的作用。這種轉(zhuǎn)換過程中腦網(wǎng)絡(luò)的連接模式為理解任務(wù)轉(zhuǎn)換背后的神經(jīng)機制提供了一個新的視角。
【關(guān)鍵詞】：認(rèn)知控制 任務(wù)轉(zhuǎn)換 腦網(wǎng)絡(luò) 功能連接 功能磁共振成像
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：B842
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 1 文獻綜述9-18
• 1.1 任務(wù)轉(zhuǎn)換研究概述9-12
• 1.1.1 任務(wù)轉(zhuǎn)換研究的實驗范式9-10
• 1.1.2 轉(zhuǎn)換代價的理論解釋10-12
• 1.2 任務(wù)轉(zhuǎn)換的功能磁共振研究概述12-15
• 1.2.1 任務(wù)轉(zhuǎn)換所涉及的腦區(qū)12-14
• 1.2.2 任務(wù)轉(zhuǎn)換的核心腦區(qū)14-15
• 1.3 基于fMRI的功能腦網(wǎng)絡(luò)研究概述15-18
• 2 問題提出與研究方案18-20
• 2.1 問題提出與研究意義18-19
• 2.2 研究方案19-20
• 3 實驗研究20-27
• 3.1 被試20
• 3.2 實驗任務(wù)與材料20-21
• 3.3 磁共振掃描參數(shù)21
• 3.4 數(shù)據(jù)分析21-23
• 3.4.1 行為數(shù)據(jù)分析21
• 3.4.2 磁共振數(shù)據(jù)激活分析21-22
• 3.4.3 磁共振數(shù)據(jù)功能連接分析22-23
• 3.5 實驗結(jié)果23-27
• 3.5.1 行為數(shù)據(jù)23
• 3.5.2 磁共振數(shù)據(jù)23-27
• 4 討論27-30
• 5 總結(jié)30-31
• 參考文獻31-37
• 致謝37-38
• 科研成果及參與課題38

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1 尹首航;任務(wù)轉(zhuǎn)換背后的功能腦網(wǎng)絡(luò)動態(tài)變化[D];西南大學(xué);2016年

2 李艷丹;現(xiàn)代漢語“寧可”復(fù)句研究[D];南京師范大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：任務(wù)轉(zhuǎn)換背后的功能腦網(wǎng)絡(luò)動態(tài)變化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：330004