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目的：应用日常生活中常见的交通灯模型研究大脑的执行控制功能。探讨当红灯和绿灯位置相反、意义相反或两种情况共存时,冲突信息对大脑信息处理速度的影响以及脑电图的相应变化,引出“概念恒常性”观点。探讨成年健康男性执行Go/NoGo任务时所诱发的事件相关电位(ERPs)特点,其与脑反应执行及反应抑制过程的关系。初步探讨人类行为的抑制和执行活动在头脑的加工过程及其机制,推断大脑对冲突信息的处理,选择注意、选择反应可能的脑机制。
方法：记录20名健康成年男性在执行红绿灯引导的视觉Go/NoGo任务的行为学反应时、正确率以及脑电波,分析其诱发的事件相关电位。该任务序列包括三个实验控制组及四个Go/NoGo任务组。三个实验控制组包括color组(红色、黄色和绿色各50个刺激),shape组(圆形和方形各50个刺激),place组(左、中、右各50个刺激)。四组Go/NoGo任务,分别是正常组(红灯位置在左按“停止”键,绿灯位置在右按“开动”键)、位置相反组(红灯位置在右按“停止”键,绿灯位置在左按“开动”键)、颜色意义相反组(红灯位置在左按“开动”键,绿灯位置在右按“停止”键)、位置及颜色意义均相反组(红灯位置在右按“开动”键,绿灯位置在左按“停止”键)。红灯和绿灯属于需要被试作出反应的Go刺激,黄灯属于需要被试抑制反应的NoGo刺激。四组Go/NoGo任务各有红灯、黄灯及绿各50个刺激。四种条件下各进行一次Go/NoGo任务测试,实验顺序随机,电脑自动记录正确率及反应时。此外,我们采用128导联的高密度记录系统(EEG/ERP)进行记录,使用与行为学部分相同的图片刺激以及执行相同的任务。事件相关电位(ERP)的分析是根据其锁时(time-locked)关系,通过平均叠加从头颅表面记录到的大脑电位。实验前填写包括状态-特质焦虑量表(STAI)等各种心理学量表。
结果：在行为学研究中,①受试者四组Go/NoGo任务的平均正确率高达99.13％,各组内及组间均无明显差异。②正常组受试者对红绿灯的反应时分别为[红灯(491.59±71.74)ms；绿灯(487.55±58.11)ms],差异无显著性(P=0.522)。③位置相反组为[红灯(606.29±107.59)ms；绿灯(593.13±102.45)ms]、颜色意义相反组为[红灯(572.08±78.75)ms；绿灯(592.43±87.58)ms]。与正常组相比,位置相反组红灯、绿灯反应时均延长(F(1.19)=59.77,P<0.001)；颜色意义相反组红灯、绿灯反应时均延长(F(1.19)=52.55,P<0.001)。④位置及颜色意义均相反组为[红灯(502.92±65.27)ms；绿灯(508.97±63.40)ms],与正常条件相比,反应时差异接近显著性(P=0.065)。20名受试的TA和SA量表得分与正常条件红灯的反应时成正相关(r=0.50,p=0.0248:r=0.496,p=0.0261)。
在ERP研究中,三个实验控制组均可引出明显的ERP波形,且三种颜色,两种位置之间没有统计差别。正常组分析发现PS3和PS5的Go与NoGo两种条件分布区域不同且波幅之间有统计差别(PS3a-posterior:F(1,14)=5.279,P=0.038；PS3b:F(1,14)=11.676,P=0.004；PS5-anterior:F(1,14)=24.828,P<0.001；PS5-posterior:F(1,14)=9.989,P=0.007)。正常组被试的焦虑量表得分与红、绿灯PS4的潜伏期具有相关性,得分越高潜伏期越长(TA&Green-PS4:r=0.615,p=0.0147；SA&Red-PS4:r=0.590,p=0.0207；SA&Green—PS4:r=0.564,p=0.0285)。位置因素:位置相反时红、绿灯的PS4与PS5的潜伏期较正常组均延长,具有统计学差异(Red-PS4:F(1,14)=23.008,P<0.001；Green-PS4:F(1,14)=57.292,P<0.001；Red-PS5:x2=15.000,P<0.001；Green—PS5:x2=15.000,P<0.001)；PS4的潜伏期延长部分与被试反应时延长部分具有相关性,潜伏期变化大,反应时也变化大(r=0.594,p=0.0194)。位置相反时红灯和绿灯PS5顶枕区正波波幅较正常组降低(红灯:F(1,14)=5.632,P=0.032；绿灯:F(1,14)=15.309,p=0.002)。颜色意义因素:红灯PS3项颞区负波及枕后正波,绿灯PS3枕后正波,绿灯PS4顶枕区正波波幅较正常组均降低(Red-PS3anterior:F(1,14)=6.987,P=0.019；Red—PS3posterior:F(1,14)=13.903,P=0.002；Green-PS3 posterior:F(1,14)=33.606,P<0.001；Green-PS4:F(1,14)=5.053,P=0.041)。位置和意义复合因素:两种条件下潜伏期及波幅变化均不显著。
结论：违背常态的交通灯位置及颜色意义等冲突信息能延迟大脑信息加工处理速度,提示长时记忆中存在一种“概念的恒常性”。被试的焦虑程度可以预测其ERP成分的潜伏期以及行为学反应时,同时潜伏期的变化可以预测行为学反应时变化。冲突信息可以引起ERP成分的潜伏期延长,影响神经活动与加工过程的速度,延长评价时间。同时冲突信息影响波幅的地形分布,需要调动不同的心理资源。