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冲突解决是认知控制最重要的能力之一，其常与健康人群的社会成就，自我控制以及大脑神经和精神疾病患者认知功能损伤相关。Flanker任务是实验室考察冲突解决的常用范式，在Flanker任务中冲突解决很大程度上依赖于视觉空间注意力系统对空间注意力的调控，而偏头痛患者前庭感觉缺失导致了负责处理空间信息的大脑区域的功能变化。因而，深入研究冲突解决的神经机制，除了对于基础心理学与神经科学理论至关重要外，还能帮助我们更好的理解健康群体的认知控制个体差异，发现偏头痛患者群体认知功能紊乱的精准生物学靶点。
随着大数据和人工智能技术的发展，影像组学在个体化认知训练选择和疾病精准诊疗的作用日益凸显。一方面，研究冲突解决的学习效应以及建立基于影像组学的预测模型不仅可以帮助特殊场景下的人才选拔，还可作为认知训练辅助选择工具。另一方面，偏头痛作为20大失能疾病之一，不管对个体还是社会都是沉重的负担。在临床上，偏头痛患者常表现出脑梗高发性，但临床影像检查时，偏头痛患者却很少呈现肉眼可见的脑组织结构改变。影像组学纹理特征通过考察局部异构性可以检测大脑组织微小的变化。以其为特征向量是否可以将偏头痛患者从健康患者中诊断出来，对于预防偏头痛样脑梗意义重大。具体的讲，本文的研究内容主要有以下几个方面：
近年来，关于冲突解决的主流冲突监测理论受到特征整合和偶然学习理论的质疑，研究者认为冲突解决的神经机制需要重新定义。因此，本论文首先在排除了特征整合和偶然学习的“纯净的”认知控制框架下，考察冲突解决的神经机制。第一个研究利用FCz和P3/4电极之间的EEGtheta相位同步考察内侧额叶皮层(Medial Frontal Cortex, MFC)和后顶叶皮层(Posterior Parietal Cortex, PPC)之间的功能连接。结果显示FCz和P4间theta相位同步在冲突状态目标刺激出现后的200到400ms之间显著增强，提示MFC和右侧PPC之间反应冲突诱发的功能连接，该结果证明了MFC在冲突监测中的重要作用。接下来，将EEG和弥散张量成像技术结合，利用分层回归分析FCz-P4冲突诱发的theta相位同步与白质纤维束骨架统计方法(tract-based spatial statistics, TBSS)分析中显著相关脑区白质完整性之间的关系。分层回归分析显示，44%的FCz-P4冲突诱发的theta相位同步个体变量可以用胼胝体膝部的轴向扩散率(Axial Diffusivity, AD)的差异来解释，表明胼胝体膝部的白质结构完整性可以预测MFC和右侧PPC之间冲突诱发的功能连接。这些发现仅限于右半球，这可能与双侧PPC在冲突处理中不对称的作用有关。
不同于第一个工作中的单电极对功能连接分析，本文第二个研究从脑网络层面分析了冲突解决的神经机制。利用图论的理论知识，考察全脑26个电极之间的delta，theta，alpha和beta频段的相位同步，设定阈值，定义高连通度的节点为功能“hub”。结果表明目标刺激出现后200ms到400ms之间，theta相位同步在FCz和其周围电极的连接度显著增加，且FCz电极的连接度与试次内冲突解决能力负相关。
冲突解决的特质性(个体内稳定，个体间差异大)是研究冲突解决个体差异的基础，因此，本论文第三个工作考察了冲突解决的特质性和学习效应。参与者间隔2周参加相同的Flank任务。研究结果表明尽管试次内冲突解决呈现出较强的特质性，依然可以通过练习得以提升，且提升程度具有较大个体差异。试次间冲突解决并没有显著特质性，也不能通过练习提升，更多是状态依赖。
上述研究发现冲突解决的学习效应具有较大的个体差异，因此，本文第四个工作基于影像组学建立了试次内冲突解决学习效应的预测模型。首先，TBSS分析结果表明试次内冲突解决提升与胼胝体体部，压部，右侧上放射冠，右侧后放射冠以及右侧上众束区域的AD值相关。随后，利用最小绝对收缩和选择算子(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator, LASSO)逻辑回归和留一法交叉验证来评估显著相关脑区白质微观结构对于学习效应的预测能力。结果表明，冲突解决学习效应的个体差异量61%可以由四个显著脑区的AD值和基线能力来解释。这些结果表明，连接冲突处理相关脑区的白质纤维的轴突形态可以预测试次内冲突解决的学习效应。
本文第五个工作分析了无先兆偏头痛患者(Migraine without Aura, MOA)冲突解决能力，建立了基于影像组学的偏头痛诊断模型。偏头痛患者试次内冲突解决显著弱于健康对照组，表明MOA高级认知功能受损。利用临床表观扩散系数(Apparent Diffusion Coefficient, ADC)和T1加权成像(T1-weighted MRI, T1-w)，提取脑干区域基于灰度共生矩阵和灰度游程矩阵的纹理特征，建立影像组学标签和偏头痛诊断模型。结果表明，影像组学标签和患者病程正相关。模型在独立验证集的准确率，敏感性和特异性为别为83%，92%，以及75%，均优于单模态模型，这表明T1-w和ADC脑干纹理特征可能反映了差异的，相互补充的偏头痛病理学机制。
综上所述，本文探索了冲突解决的神经机制，为theta相位同步和MFC在冲突解决中的“hub”作用提供了新的理论依据。建立了基于影像组学的冲突解决学习效应预测模型及偏头痛诊断模型，为个体特异的认知功能训练和偏头痛样脑梗预测性诊断提供了新的思路。
随着大数据和人工智能技术的发展，影像组学在个体化认知训练选择和疾病精准诊疗的作用日益凸显。一方面，研究冲突解决的学习效应以及建立基于影像组学的预测模型不仅可以帮助特殊场景下的人才选拔，还可作为认知训练辅助选择工具。另一方面，偏头痛作为20大失能疾病之一，不管对个体还是社会都是沉重的负担。在临床上，偏头痛患者常表现出脑梗高发性，但临床影像检查时，偏头痛患者却很少呈现肉眼可见的脑组织结构改变。影像组学纹理特征通过考察局部异构性可以检测大脑组织微小的变化。以其为特征向量是否可以将偏头痛患者从健康患者中诊断出来，对于预防偏头痛样脑梗意义重大。具体的讲，本文的研究内容主要有以下几个方面：
近年来，关于冲突解决的主流冲突监测理论受到特征整合和偶然学习理论的质疑，研究者认为冲突解决的神经机制需要重新定义。因此，本论文首先在排除了特征整合和偶然学习的“纯净的”认知控制框架下，考察冲突解决的神经机制。第一个研究利用FCz和P3/4电极之间的EEGtheta相位同步考察内侧额叶皮层(Medial Frontal Cortex, MFC)和后顶叶皮层(Posterior Parietal Cortex, PPC)之间的功能连接。结果显示FCz和P4间theta相位同步在冲突状态目标刺激出现后的200到400ms之间显著增强，提示MFC和右侧PPC之间反应冲突诱发的功能连接，该结果证明了MFC在冲突监测中的重要作用。接下来，将EEG和弥散张量成像技术结合，利用分层回归分析FCz-P4冲突诱发的theta相位同步与白质纤维束骨架统计方法(tract-based spatial statistics, TBSS)分析中显著相关脑区白质完整性之间的关系。分层回归分析显示，44%的FCz-P4冲突诱发的theta相位同步个体变量可以用胼胝体膝部的轴向扩散率(Axial Diffusivity, AD)的差异来解释，表明胼胝体膝部的白质结构完整性可以预测MFC和右侧PPC之间冲突诱发的功能连接。这些发现仅限于右半球，这可能与双侧PPC在冲突处理中不对称的作用有关。
不同于第一个工作中的单电极对功能连接分析，本文第二个研究从脑网络层面分析了冲突解决的神经机制。利用图论的理论知识，考察全脑26个电极之间的delta，theta，alpha和beta频段的相位同步，设定阈值，定义高连通度的节点为功能“hub”。结果表明目标刺激出现后200ms到400ms之间，theta相位同步在FCz和其周围电极的连接度显著增加，且FCz电极的连接度与试次内冲突解决能力负相关。
冲突解决的特质性(个体内稳定，个体间差异大)是研究冲突解决个体差异的基础，因此，本论文第三个工作考察了冲突解决的特质性和学习效应。参与者间隔2周参加相同的Flank任务。研究结果表明尽管试次内冲突解决呈现出较强的特质性，依然可以通过练习得以提升，且提升程度具有较大个体差异。试次间冲突解决并没有显著特质性，也不能通过练习提升，更多是状态依赖。
上述研究发现冲突解决的学习效应具有较大的个体差异，因此，本文第四个工作基于影像组学建立了试次内冲突解决学习效应的预测模型。首先，TBSS分析结果表明试次内冲突解决提升与胼胝体体部，压部，右侧上放射冠，右侧后放射冠以及右侧上众束区域的AD值相关。随后，利用最小绝对收缩和选择算子(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator, LASSO)逻辑回归和留一法交叉验证来评估显著相关脑区白质微观结构对于学习效应的预测能力。结果表明，冲突解决学习效应的个体差异量61%可以由四个显著脑区的AD值和基线能力来解释。这些结果表明，连接冲突处理相关脑区的白质纤维的轴突形态可以预测试次内冲突解决的学习效应。
本文第五个工作分析了无先兆偏头痛患者(Migraine without Aura, MOA)冲突解决能力，建立了基于影像组学的偏头痛诊断模型。偏头痛患者试次内冲突解决显著弱于健康对照组，表明MOA高级认知功能受损。利用临床表观扩散系数(Apparent Diffusion Coefficient, ADC)和T1加权成像(T1-weighted MRI, T1-w)，提取脑干区域基于灰度共生矩阵和灰度游程矩阵的纹理特征，建立影像组学标签和偏头痛诊断模型。结果表明，影像组学标签和患者病程正相关。模型在独立验证集的准确率，敏感性和特异性为别为83%，92%，以及75%，均优于单模态模型，这表明T1-w和ADC脑干纹理特征可能反映了差异的，相互补充的偏头痛病理学机制。
综上所述，本文探索了冲突解决的神经机制，为theta相位同步和MFC在冲突解决中的“hub”作用提供了新的理论依据。建立了基于影像组学的冲突解决学习效应预测模型及偏头痛诊断模型，为个体特异的认知功能训练和偏头痛样脑梗预测性诊断提供了新的思路。