超重和肥胖个体在世界范围内的许多国家都在迅速增加,而且1997年世界卫生组织将肥胖认定为一种全球性流行病。我国超重和肥胖个体也在逐渐增多,我国的肥胖人口于2014年超过美国,位居世界首位。我国儿童和青少年的超重和肥胖问题也日益严重,儿童和青少年的超重和肥胖发生率从1995年的5.3%迅速增长到2014年的20.5%。中国疾病控制与预防中心2019年研究发现,中国成年人全身性肥胖(身体质量指数body mass index,BMI≥28kg/m~2)发生率为14%,腹部肥胖(男性腰围≥90cm;女性腰围≥85cm)的发生率为31.5%。肥胖会增加罹患II型糖尿病、高血压、高血脂、冠心病、癌症、胆囊疾病和中风等身心疾病的风险,甚至神经退行性疾病。所以,超重和肥胖问题成为国家亟需解决的问题之一。随着认知心理学的兴起,越来越多研究关注超重和肥胖个体的认知功能。本文从抑制控制的角度展开研究。抑制控制是指个体抑制自身优势反应的一种能力。在刺激环境变化时,抑制不适当的反应,抑制刺激-反应映射以及提取过程中的干扰记忆。此外,本文将反应控制和冲突控制操作性界定为抑制控制的两种核心成分。反应控制,测量抑制控制的行为抑制能力,是指抑制外界线索优势或自动化反应,以至于对目标或环境需要做出正确的反应。反应控制通常采用go/no-go任务和停止信号任务(Stop Signal Task,SST)进行测量。冲突控制测量抑制控制在认知层面的抑制能力。当不同表征同时出现并互相干扰时,则会出现认知冲突,大脑监控到信息处理过程中出现的冲突,并对冲突信息做出不同反应的能力是冲突控制能力。冲突控制常用Stroop任务、Flanker任务和Simon任务测量。本文主要研究在中国文化背景下,超重个体的抑制控制能力是否减弱,超重个体抑制控制能力潜在的神经机制,以及大脑自发神经活动对个体未来饮食行为和身体成分产生怎样的影响。本文包含三个研究,研究一探讨超重个体抑制控制的行为表现。研究二探讨超重个体抑制控制的神经电生理和血氧活动。研究三探讨自发脑活动对个体未来饮食行为和身体成分的预测效应。研究一包含两个实验。实验1使用停止信号任务,主要在行为层面探索超重个体一般反应控制能力。结果显示超重个体的SSRT显著大于正常体重个体的SSRT,说明超重个体的一般反应控制能力降低。实验2采用经典的颜色-词Stroop任务,在行为层面上探讨超重个体的一般冲突控制能力。要求所有被试分别对字义和颜色进行相应的按键反应。结果显示在对字义反应时,超重个体不一致条件的反应时显著大于正常体重个体的反应时。说明超重可能首先影响个体对语义冲突信息的解决能力。研究一结果表明超重个体的抑制控制能力,在行为层面上表现为普遍的下降。研究二包含四个实验。实验3采用食物特异go/no-go任务和事件相关电位技术(Event-related potentials,ERPs),探讨超重个体反应控制的神经电生理活动。该实验采用两种任务:food no-go任务用来测量食物特异的反应控制能力,而flower no-go任务用来测量一般反应控制能力。行为结果没有发现显著的组间差异。ERP结果显示在早期加工阶段,超重个体诱发较大的P2振幅。在冲突监控阶段,超重个体诱发较小的N2a和N2b振幅。在抑制阶段,超重个体诱发较大的P3振幅。说明超重个体对食物刺激存在早期的注意偏向,冲突监控能力降低,且需要调用更多的认知资源加工食物特异刺激。实验4在实验3的基础上开展深入研究,由于实验3在行为结果上没有发现显著的组间差异,我们认为可能是由于任务难度较小,产生天花板效应。所以,实验4在经典go/no-go任务的基础上增加工作记忆的成分改编成复杂的go/no-go任务,结合功能磁共振成像技术(functional magnetic resonance imaging,fMRI)探讨超重个体反应控制的血氧活动。行为结果显示超重个体低热量食物go正确率显著小于正常体重个体的低热量食物go正确率。fMRI结果显示超重个体右侧尾状核(right caudate)的去激活(deactivation)显著小于正常体重个体,而且超重个体右侧颞中回(right middle temporal gyrus)的激活显著小于正常体重个体。右侧尾状核和右侧颞中回的Beta值与体重指数(body mass index,BMI)、腰臀比和体脂率的Pearson相关分析显示,高热量no-go条件下的右侧尾状核与BMI和体脂率呈显著的正相关,低热量no-go条件下的尾状核仅与体脂率呈显著的正相关。高热量no-go条件下的右侧颞中回与腰臀比呈显著的负相关,低热量no-go条件下的右侧颞中回与BMI和体脂率呈显著的负相关。说明食物特异的反应控制能力的降低可能是超重和肥胖发生的主要因素之一,且右侧尾状核和右侧颞中回可能是超重个体食物特异反应控制能力降低的潜在脑机制。实验5采用自编食物特异冲突任务,探讨超重个体食物特异冲突控制的神经电生理活动。实验刺激由食物图片和热量信息组合而成,分为一致和不一致条件,如高热量食物图片和“高热量”组合为一致条件。要求被试对信息组合的一致性进行按键反应。行为结果显示超重个体执行任务的反应时显著大于正常体重个体的反应时。ERP结果显示超重个体诱发的N2和N450振幅显著小于正常体重个体,但是超重个体诱发的P3和LPC振幅则显著大于正常体重个体。说明超重个体对冲突信息的监控和解决能力较低,需调用更多的认知资源到食物特异刺激,且对食物特异刺激进行涉及到动机和情绪等的高级认知加工。本实验从时程动态变化的角度探讨超重个体冲突控制能力,为未来研究提供新的思路和视角。实验6在实验5的基础上进一步研究,根据食物特异冲突任务,我们改编成食物特异Stroop任务。实验刺激同样由食物图片和热量信息组合而成,食物图片上覆盖热量信息,如高热量食物和“高热量”。刺激组合分为一致和不一致条件,如高热量食物上书写“高热量”即为一致条件。要求被试分别对食物图片和热量信息进行按键反应,当被试对食物图片进行按键反应时,忽略热量信息的影响。当被试对热量信息按键反应时,则需要忽略食物图片的影响。行为结果显示,在对食物图片和热量信息两种情况进行反应时,超重个体的反应时均显著大于正常体重个体的反应时。正确率则没有发现显著的组间差异。fMRI结果显示,对食物图片反应时,相比一致条件,不一致条件下右侧额下回(right inferior frontal gyrus,IFG)的激活较大。另外,我们还发现了高热量食物的抑制特异性,即与高热量一致条件相比,高热量不一致条件诱发较大的右侧额中回(right middle frontal gyrus,MFG)激活。对食物图片的反应,没有发现显著组间差异脑区。当要求被试对热量信息反应时,与正常体重个体相比,超重个体双侧角回(angular)的激活较低。说明超重个体冲突控制能力降低的潜在脑机制为角回。研究三包含两个实验。实验7采用静息态功能磁共振成像技术(resting fMRI)考察大脑自发神经活动对个体未来一周的饮食行为的预测作用。磁共振数据扫描后,我们采用经验取样法,在每天七个时间调查点通过随机发送问卷星链接的形式调查所有被试未来一周的饮食行为,包括食物渴求、抵抗力、进食实施和进食量,。结果显示右侧额上回(right superior frontal gyrus,SFG)可以负向预测未来一周的进食量,即右侧额上回的自发神经活动越强,个体未来一周的进食量则越少。实验8同样采用resting fMRI技术,考察大脑自发神经活动对个体未来身体成分(BMI、腰臀比和体脂率等)的预测作用。磁共振数据扫描的六个月后,我们再次邀请所有被试到实验室测量其身体成分。结果显示右侧额上回可以负向预测六个月后个体的体脂率,即右侧额上回的自发神经活动越强,六个月后个体的体脂率则越小。右侧颞下回(right inferior temporal gyrus,ITG)可以负向预测六个月后个体的腰臀比,即右侧颞下回的自发神经活动越强,六个月后个体的腰臀比则越小。以上结果说明在静息状态下,控制相关脑区的自发神经活动可以有效预测个体未来的饮食行为和身体成分。健康的生活方式取决于冲动系统和控制系统间的平衡,以及节食目标和体重控制目标间的平衡。我们的研究表明控制脑区的活动降低可能对个体未来的饮食管理具有重要的影响。本研究操作性界定反应控制和冲突控制为抑制控制的核心成分。设计新颖的实验任务,综合采用ERP和fMRI技术分别考察超重个体抑制控制能力减弱的潜在神经电生理和血氧活动,不仅可以考察超重个体抑制控制能力的动态时程变化,还可以考察其大脑的空间激活模式。另外,对个体的日常饮食行为和身体成分进行追踪调查,并结合静息态fMRI技术探讨自发神经活动对个体未来饮食行为和身体成分的影响,使结果更具有生态效度和现实意义。最后,本研究为以往理论模型提供实证基础、神经电生理和血氧活动证据。本研究验证和扩展了以往的理论模型,并提出超重个体抑制控制下降的理论模型,推动了该领域理论基础的发展。综上所述,超重个体抑制控制能力存普遍的降低。较大的P2、P3和LPC振幅,较小的N2(N2a和N2b)和N450振幅为超重个体的神经电生理标记。fMRI结果发现了超重个体控制脑区活动的减弱,但并没有发现奖赏脑区活动的增强,具体表现为超重个体右侧颞中回和双侧角回较小的激活。右侧额上回和右侧颞下回自发神经活动可以有效预测未来个体的饮食行为和身体成分,即右侧额上回和右侧颞下回较强的自发神经活动,能够预测个体较成功的饮食管理和较健康的身体成分。