本文關(guān)鍵詞：注意狀態(tài)內(nèi)外切換的神經(jīng)相關(guān)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目的 功能神經(jīng)影像學(xué)研究發(fā)現(xiàn)大腦存在分別處理外部環(huán)境與內(nèi)部事務(wù)的兩套信息加工系統(tǒng),基于信息來(lái)源,它們也可分別稱為外部注意系統(tǒng)和內(nèi)部注意系統(tǒng)。前者主要包括背側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)和腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò),后者則主要指缺省模式網(wǎng)絡(luò)或靜息態(tài)網(wǎng)絡(luò)。雖然多數(shù)研究提示外部注意網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)部注意網(wǎng)絡(luò)是兩個(gè)激活水平負(fù)相關(guān)的功能網(wǎng)絡(luò),但也有研究表明神游可同時(shí)激活兩者部分腦區(qū)。大量的功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)研究表明前額葉和頂葉皮層在任務(wù)切換的準(zhǔn)備階段較任務(wù)重復(fù)更活躍。一些研究還發(fā)現(xiàn)核心網(wǎng)絡(luò)、突出性網(wǎng)絡(luò)和注意門控系統(tǒng)等也參與兩者的切換。但由于fMRI的低時(shí)間分辨率,外部和內(nèi)部注意網(wǎng)絡(luò)的啟動(dòng)與切換的神經(jīng)動(dòng)態(tài)演化機(jī)制仍不明確。 聽覺(jué)oddball范式為經(jīng)典的外部注意任務(wù)之一,獲得的P300和失匹配負(fù)波(mismatch negativity, MMN)等成分已廣泛運(yùn)用于臨床。為避免事件相關(guān)電位(event-related potentials, ERP)其他成分干擾,最佳的MMN通常在被動(dòng)條件下獲取,但既往分心任務(wù)多采用各類視覺(jué)加工任務(wù),簡(jiǎn)單易行的被動(dòng)型聽覺(jué)oddball范式仍需進(jìn)一步探索。一項(xiàng)采用呼吸計(jì)數(shù)任務(wù)(breath-counting task)的研究揭示神游與聚焦呼吸有著不同的神經(jīng)機(jī)制。呼吸計(jì)數(shù)任務(wù)可使被試關(guān)注軀體內(nèi)部信息,可能是一個(gè)優(yōu)于神游狀態(tài)而側(cè)重反映內(nèi)部注意系統(tǒng)功能的任務(wù)。 為探討內(nèi)部注意網(wǎng)絡(luò)和外部注意網(wǎng)絡(luò)的切換機(jī)制,同時(shí)鑒于聽覺(jué)刺激的被動(dòng)和主動(dòng)加工過(guò)程仍缺乏完整認(rèn)識(shí),我們采用呼吸計(jì)數(shù)的內(nèi)部注意任務(wù)和聽覺(jué)oddball范式的外部注意任務(wù),應(yīng)用任務(wù)切換范式,并借助ERP時(shí)空模式及ERP統(tǒng)計(jì)參數(shù)映像(statistical parametric mapping, SPM)技術(shù)揭示內(nèi)部和外部注意網(wǎng)絡(luò)切換相關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)演化規(guī)律,為以呼吸計(jì)數(shù)為分心任務(wù)的被動(dòng)型聽覺(jué)ERP的臨床應(yīng)用提供實(shí)證基礎(chǔ)。 對(duì)象與方法 20名在校大學(xué)生(男生10名),年齡為24～28(26±1)歲,均為右利手,無(wú)聽覺(jué)、神經(jīng)及精神系統(tǒng)疾病。均知情同意參加實(shí)驗(yàn)并領(lǐng)取一定報(bào)酬。 800Hz和1500Hz的純音分別作為標(biāo)準(zhǔn)刺激(高概率80%)和偏差刺激(低概率20%)。每個(gè)聲音刺激持續(xù)100ms,其間隔在1400ms.1500ms和1600ms三者間等概率變動(dòng),刺激以偽隨機(jī)順序呈現(xiàn)以確保兩個(gè)偏差刺激呈現(xiàn)之間至少有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)刺激。電腦放在被試者前方約lm處,由其內(nèi)置喇叭播放各類刺激。 在安靜及較暗的環(huán)境下,被試以舒適的體位坐于椅中,閉眼及雙手持游戲手柄。要求被試根據(jù)兩類任務(wù)線索(聲音詞“呼”或“聲”)執(zhí)行呼吸計(jì)數(shù)任務(wù)(或稱為內(nèi)部注意任務(wù)/被動(dòng)型oddball任務(wù))和聽覺(jué)注意任務(wù)(或稱為外部注意任務(wù)/主動(dòng)型oddball任務(wù)),并用雙手的食指盡準(zhǔn)盡快按鍵。在呼吸計(jì)數(shù)任務(wù)中,被試需將注意聚焦在自己的呼吸上,注意呼吸時(shí)氣流在鼻孔和上嘴唇流過(guò)的感覺(jué)或呼吸時(shí)胸腹部的起伏變化,盡量忽略外部呈現(xiàn)的純音刺激,同時(shí)根據(jù)自己當(dāng)時(shí)的呼吸狀態(tài)按鍵,感覺(jué)自己處于100%吸氣相和100%呼氣相時(shí)分別按對(duì)應(yīng)鍵。因呼吸持續(xù)交替進(jìn)行,左右按鍵也依次進(jìn)行直至下一個(gè)任務(wù)線索出現(xiàn)。在聽覺(jué)注意任務(wù)中中,被試需將注意力集中在外部呈現(xiàn)的純音刺激上,盡量忽略自己的呼吸狀態(tài),并在聽到標(biāo)準(zhǔn)和偏差聲音后分別按對(duì)應(yīng)鍵,執(zhí)行此任務(wù)直至下一個(gè)任務(wù)線索出現(xiàn)。呼吸計(jì)數(shù)和聽覺(jué)注意兩類任務(wù)線索均以偽隨機(jī)的順序出現(xiàn),避免3個(gè)以上的同類線索連續(xù)出現(xiàn)。呼吸計(jì)數(shù)任務(wù)和聽覺(jué)注意任務(wù)的左右按鍵在被試間平衡。實(shí)驗(yàn)實(shí)施分3個(gè)階段,各階段兩類任務(wù)線索各25個(gè),各階段之間安排30s休息,整個(gè)實(shí)驗(yàn)持續(xù)55min。 采用本實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的ERP系統(tǒng)和中科新拓公司的19通道UEA-BZ腦電放大器。19個(gè)記錄電極采用國(guó)際10-20標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)聯(lián)系統(tǒng)：Fpl,Fp2, F3,F4,C3, C4, P3, P4,01, O2, F7, F8, T3, T4, T5, T6, Fz, Cz, Pz;參考電極為連接的雙側(cè)耳垂；接地電極置于前額正中Fpz點(diǎn)。濾波通頻帶為[0.5,100]Hz,頭皮與電極間阻抗10kΩ。EEG分析時(shí)間1100ms,從線索或聲音刺激呈現(xiàn)前100ms至呈現(xiàn)后1000ms。應(yīng)用主成分分析法自動(dòng)訂正眼動(dòng)等偽差,偽差檢測(cè)閾值設(shè)為70μV。偽差訂正后的全部事件相關(guān)EEG片段參與疊加各類平均ERP。 行為學(xué)數(shù)據(jù)應(yīng)用SPSS13.0軟件對(duì)對(duì)聽覺(jué)注意任務(wù)的行為數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn),并分別對(duì)呼吸計(jì)數(shù)任務(wù)和聽覺(jué)注意任務(wù)在任務(wù)線索后前3個(gè)反應(yīng)計(jì)算其切換代價(jià)。ERP數(shù)據(jù)利用ERP系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)軟件包分別進(jìn)行注意狀態(tài)(內(nèi)/外)×任務(wù)類型(切換/保持)、刺激概率(高、低)×注意任務(wù)(被動(dòng)、主動(dòng))兩因素重復(fù)測(cè)量方差分析；并分別在不同條件下進(jìn)行兩兩配對(duì)t檢驗(yàn)。19通道ERP對(duì)應(yīng)的F值或t值經(jīng)插值獲得統(tǒng)計(jì)參數(shù)映像。顯著閾值a=0.05。 結(jié)果 行為學(xué)結(jié)果 在內(nèi)部注意任務(wù)中,前三個(gè)平均反應(yīng)間隔時(shí)間(RIT)的切換代價(jià)(switching costs, SW)逐漸增大[SW1(-316.00±272.66) msSW2(-60.88±234.81)msSW3(337.01±200.51)ms],對(duì)每一個(gè)RIT進(jìn)行配對(duì)(切換一保持)t檢驗(yàn),只有第一個(gè)RIT存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t(19)=-5.05,p=0.000),后兩個(gè)RIT間均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t (19)=-1.13, P=0.273; t (19)=1.33, P=0.200);在外部注意任務(wù)中,前三個(gè)平均反應(yīng)時(shí)(RT)的切換代價(jià)逐漸減小[SW1(94.35±79.27) msSW2(33.76±59.62) msSW3(14.66±43.06) ms],對(duì)每一個(gè)RT進(jìn)行配對(duì)(切換一保持)t檢驗(yàn),前兩個(gè)RT存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t(19)=5.32,P=000；t(19)=2.53,P=0.020),第三個(gè)RT間均統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t(19)=1.52,p=0.144)。對(duì)于聽覺(jué)注意任務(wù)的整體而言,偏差刺激比標(biāo)準(zhǔn)刺激的反應(yīng)時(shí)更長(zhǎng)[(511.3±79.8)ms vs.(437.0±99.6)ms, P0.001],且正確率更低[(90.8±5.6)%vs.(97.0±1.9)%,P0.001]。 ERP時(shí)空模式及其SPM 在2(注意狀態(tài)：內(nèi)部/外部)×2(任務(wù)類型：切換/保持)兩因素重復(fù)測(cè)量方差分析中,注意狀態(tài)主效應(yīng)依次激活額葉系統(tǒng)(100～200ms),扣帶島蓋網(wǎng)絡(luò)(225～250ms),額頂網(wǎng)絡(luò)(275～400ms),扣帶島蓋網(wǎng)絡(luò)與腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)(VAN)(500～650ms)。任務(wù)類型主效應(yīng)依次激活右前額(150～500ms),扣帶島蓋網(wǎng)絡(luò)與VAN (400～500ms),島葉與頂顳系統(tǒng)(550～850ms)。兩者的交互效應(yīng)依次出現(xiàn)在頂顳系統(tǒng)與VAN (175～500ms),雙側(cè)前額,左側(cè)更明顯(550～850ms)。進(jìn)一步兩兩配對(duì)t檢驗(yàn)依次細(xì)化了注意主效應(yīng)和任務(wù)主效應(yīng),揭示了內(nèi)部注意和外部注意的電位差異極性正好相反。 在2刺激概率(高、低)×2注意任務(wù)(被動(dòng)、主動(dòng))兩因素重復(fù)測(cè)量方差分析中,有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的ERP效應(yīng)主要涉及的腦區(qū)和時(shí)段列舉如下。概率主效應(yīng)(高/低)：額區(qū)(125～200ms),額顳區(qū)(200～300ms),額頂顳枕(300～450ms),額區(qū)(450～650ms),頂區(qū)(650～700ms)及額頂區(qū)(700～850ms)；任務(wù)主效應(yīng)(被動(dòng)/主動(dòng))：左側(cè)額頂網(wǎng)絡(luò)與右側(cè)額極(100～150ms),頂區(qū)(175～300ms),額區(qū)(對(duì)應(yīng)中央執(zhí)行網(wǎng)絡(luò))與右顳頂區(qū)(對(duì)應(yīng)腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò))(300～500ms),右顳頂區(qū)(500～850ms)；交互效應(yīng)：左額區(qū)(125-175ms),左側(cè)頂枕區(qū)(300～550ms),后中央頂枕區(qū)(700～850ms)。分別在被動(dòng)和主動(dòng)條件下配對(duì)(偏差-標(biāo)準(zhǔn))比較的SPM(t)時(shí)空模式揭示了被動(dòng)型和主動(dòng)型的ERP時(shí)空模式均顯示MMN、P300和慢波效應(yīng)且均涉及背內(nèi)側(cè)額區(qū)。同主動(dòng)型MMN涉及額頂區(qū)相比,被動(dòng)型MMN效應(yīng)涉及額頂顳區(qū)。被動(dòng)型慢波效應(yīng)局限于背內(nèi)側(cè)額區(qū)且具有較短時(shí)程[(450～550) ms vs.(450～600) ms, P0.05]。 結(jié)論 本實(shí)驗(yàn)的行為學(xué)結(jié)果表明在聽覺(jué)注意任務(wù)中,偏差刺激比標(biāo)準(zhǔn)刺激的反應(yīng)時(shí)更慢、正確率更低,表明高概率任務(wù)執(zhí)行的自動(dòng)化程度更高。內(nèi)部注意任務(wù)提示前兩個(gè)反應(yīng)間隔時(shí)間中切換任務(wù)短于保持任務(wù),與先前研究相悖,這可能與執(zhí)行時(shí)間差距較大的內(nèi)外注意兩類任務(wù)切換所導(dǎo)致,切換代價(jià)呈現(xiàn)負(fù)值可能受到轉(zhuǎn)換前外部注意按鍵頻率較快的影響。外部注意任務(wù)提示在時(shí)間序列上切換任務(wù)總比保持任務(wù)反應(yīng)時(shí)長(zhǎng),且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)切換代價(jià)逐漸減小。 線索加工階段內(nèi)部注意和外部注意切換相關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究主要發(fā)現(xiàn)額中央?yún)^(qū)(125-200ms)涉及內(nèi)外注意的切換,激活時(shí)段和涉及腦區(qū)類似于聽覺(jué)MMN,這與Baldeweg和Sato等提出的聽覺(jué)MMN與注意切換相關(guān)相一致。此外,切換和保持狀態(tài)下的內(nèi)外注意狀態(tài)的比較揭示了兩者在雙側(cè)額極(550-850ms)的電位差異極性正好相反,這與Fox等人研究得出的DMN和外部注意網(wǎng)絡(luò)是兩個(gè)激活狀態(tài)反相關(guān)的功能網(wǎng)絡(luò)結(jié)論相吻合。在Burgess等提出的前額內(nèi)外側(cè)部分別參與刺激導(dǎo)向任務(wù)和刺激獨(dú)立任務(wù)的門控假說(shuō)基礎(chǔ)上,我們的結(jié)果進(jìn)一步提示門控系統(tǒng)尚參與內(nèi)部注意系統(tǒng)和外部注意系統(tǒng)的切換。 通過(guò)比較聽覺(jué)oddball刺激在內(nèi)部注意(被動(dòng)條件)和外部注意(主動(dòng)條件下)條件下相關(guān)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工的動(dòng)態(tài)演化機(jī)制,揭示了被動(dòng)條件下的聽覺(jué)刺激可得到同主動(dòng)條件下近似的完整加工。背內(nèi)側(cè)額區(qū)具有過(guò)程通用性。被動(dòng)條件較主動(dòng)條件下的MMN涉及更廣泛腦區(qū)而其慢波效應(yīng)更局限�？赏ㄟ^(guò)呼吸計(jì)數(shù)任務(wù)實(shí)現(xiàn)被動(dòng)型聽覺(jué)ERP時(shí)空模式的臨床應(yīng)用。
【關(guān)鍵詞】：注意網(wǎng)絡(luò) 任務(wù)切換 執(zhí)行功能 事件相關(guān)電位 聽覺(jué)oddball范式 呼吸計(jì)數(shù)任務(wù) 統(tǒng)計(jì)參數(shù)映像
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R338
【目錄】：

• 摘要3-8
• ABSTRACT8-16
• 第一章 前言16-29
• 1.1 注意理論16-18
• 1.1.1 注意基本概念及分類16-18
• 1.1.2 注意相關(guān)理論模型18
• 1.2 注意網(wǎng)絡(luò)18-22
• 1.2.1 外部注意網(wǎng)絡(luò)20
• 1.2.2 內(nèi)部注意網(wǎng)絡(luò)20-21
• 1.2.3 外部注意網(wǎng)絡(luò)和內(nèi)部注意網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系21
• 1.2.4 其他神經(jīng)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)21-22
• 1.3 任務(wù)切換范式22-23
• 1.4 事件相關(guān)電位(event-related potentials,ERP)23-26
• 1.4.1 ERP定義及特點(diǎn)23-24
• 1.4.2 ERP疊加原理24
• 1.4.3 腦電記錄系統(tǒng)24-25
• 1.4.4 ERP時(shí)空模式25-26
• 1.5 內(nèi)外注意切換的研究26-27
• 1.6 研究目的及實(shí)驗(yàn)假設(shè)27-29
• 第二章 方法29-34
• 2.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象29
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料及工具29-30
• 2.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程30-32
• 2.4 腦電記錄32
• 2.5 統(tǒng)計(jì)方法32-34
• 2.5.1 行為學(xué)數(shù)據(jù)32-33
• 2.5.2 ERP數(shù)據(jù)33-34
• 第三章 結(jié)果34-45
• 3.1 行為績(jī)效34-37
• 3.1.1 內(nèi)部和外部注意任務(wù)34-35
• 3.1.2 被動(dòng)型和主動(dòng)型聽覺(jué)oddball任務(wù)35-37
• 3.2 ERP及其SPM37-45
• 3.2.1 內(nèi)外注意狀態(tài)的切換和保持37-38
• 3.2.2 被動(dòng)型和主動(dòng)型oddball任務(wù)38-45
• 第四章 討論45-50
• 4.1 行為學(xué)結(jié)果45
• 4.2 內(nèi)外注意狀態(tài)切換的ERP45-47
• 4.3 被動(dòng)型和主動(dòng)型聽覺(jué)oddball任務(wù)的ERP47-49
• 4.4 不足及未來(lái)研究方向49-50
• 第五章 結(jié)論50-51
• 參考文獻(xiàn)51-58
• 附錄 (中英文縮寫索引)58-60
• 攻讀學(xué)位期間成果60-61
• 致謝61-63

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 劉靜;周曙;;神游的事件相關(guān)電位時(shí)空分析[J];南方醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào);2011年08期

2 羅躍嘉,魏景漢;跨通路注意的失匹配負(fù)波研究[J];中國(guó)科學(xué)C輯:生命科學(xué);1998年02期

  本文關(guān)鍵詞：注意狀態(tài)內(nèi)外切換的神經(jīng)相關(guān)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：324714