心理所研究揭示不同認知控制過程的時程和頻譜特性

　　認知控制(執行控制)是指個體在目標導向的行為(goal-oriented behavior)中，目的性地對其他認知過程(如知覺、注意、工作記憶等)進行自上而下調控的過程。具體而言，認知控制涉及到對信息加工流程的計劃、控制和調節。一方面認知控制涉及到對多種基礎認知過程的調控，另一方面它又指向與目標完成相關的多種高級認知過程。實驗中常用于研究認識控制的范式包括：刺激-反應協同性(與非協同條件相比，在協同條件下需要更大程度的認知控制)、任務轉換、錯誤后反應等。

　　過去已有研究對認知控制的心理及神經機制，包括對各種具體實驗任務對應的ERP成分、激活的腦區等，進行了一些探索。然而如何從復雜繁多的、與具體范式相對應的認知現象中總結出各種認知控制機能的共性和特性，成為擺在研究人員面前的難題。中科院“百人計劃”學者、中科院心理研究所行為科學重點實驗室劉勛研究組著眼于“刺激-反應協同性”的視角，在同一個范式中精確而巧妙地結合了Stroop(按鍵反應)效應和Simon效應兩種不同的刺激-反應協同性效應，控制了任務轉換、刺激切換等因素的干擾，通過對比兩者的EEG關聯來試圖揭示不同認知控制過程在時間進程及神經機制上的異同。根據Kornblum等提出的維度重疊(dimensional overlap)理論(Kornblum, 1994; Kornblum, Hasbroucq, & Osman, 1990)，Stroop效應因其認知沖突來源于不同的實驗刺激屬性而屬于“刺激-刺激”類別，而Simon效應因其認知沖突來源于刺激屬性與反應按鍵之間而屬于“刺激-反應”類別。該理論預測，前者所對應的協同性效應加工應早于后者，而且后者應更多地涉及動作加工相關的過程。

　　研究結果發現，與維度重疊的預測相一致，在兩個范式中，“刺激-刺激”效應ERP關聯的起始時間都要略早于“刺激-反應”效應(見圖1中的ERP差異波)，而在隨后的時間窗內兩種效應表現出了類似趨勢。兩種協同性效應都導致了前額區theta和alpha頻段能量幅值的增強，而“刺激-反應”協同性效應又在一定程度上調節了與動作執行關系密切的beta頻段的震蕩幅值。這些結果所揭示的不同認知控制過程所表現出的共性和特性背后的神經機制，對于探明認知控制在人腦中的模塊化組織具有重要的啟發性意義。

　　本研究獲國家科技支撐計劃項目(2012BAI36B01)、國家自然科學基金(31070987和31200782)、中科院國際創新團隊(Y2CX131003)、北京市自然科學基金(7133250)和心理所青年基金(Y1CX242005)的資助，相關研究結果已在線發表于NeuroImage[Wang, Kai, Li, Qi, Zheng, Ya, Wang, Hongbin, & Liu, Xun. Temporal and spectral profiles of stimulus–stimulus and stimulus–response conflict processing. NeuroImage(0)]。

圖1 實驗范式和ERP結果

圖2 時頻分析結果