刺激反应相容性指的是某类刺激反应的组合执行起来会比其它组合更快或者更慢。例如在一个颜色辨别任务中,靶刺激呈现在屏幕的左侧或者右侧,两种颜色刺激分别对应左或右键。经典结果显示尽管刺激的空间位置与任务无关,但刺激的位置与反应的位置在同侧时(一致条件)被试的反应会比两者在异侧(不一致条件)时快。这个现象被称作Simon效应,反映了加工与任务无关的刺激维度对加工相关刺激维度的影响。但是,Hedge和Marsh在1975年发现,根据任务规则的不同Simon效应可能是正的也可能被反转过来(不一致条件比一致条件下反应时更短)。在经典的Hedge和Marsh任务下,要求被试完成相同颜色规则任务(看到红色刺激按红键,看到绿色刺激按绿键)或者不同颜色规则任务(看到绿色刺激按红键,看到红色刺激按绿键)。结果显示在相同颜色任务下出现经典的Simon效应,但在不同颜色任务下出现反转Simon效应。尽管关于反转Simon效应的认知机制已经有许多解释,但它的神经机制尚不清楚。在当前的研究中,我们利用功能性核磁共振技术(f MRI)来探索这一问题。每名被试执行两组Hedge和Marsh任务,其中反应按键分别标识为物理颜色或汉语拼音。两组的行为和f MRI结果相似,说明反转Simon效应的机制产生在较高级的认知加工阶段。行为结果显示在相同颜色规则任务下出现正的Simon效应,在不同颜色规则任务下出现反转Simon效应。f MRI结果显示不同颜色规则和相同颜色规则相比,大激活了双侧上顶叶,双侧背侧前运动皮层,前辅助运动区,双侧背外侧前额叶和岛叶。此外,在颞顶联合区,上额回和下额回,扣带回后部这些脑区,相同颜色规则下比不同颜色规则下大脑活动要强。更重要的是,在双侧下额回,双侧背侧前运动皮层,前辅助运动区,双侧背外侧前额叶这些脑区出现了基于颜色规则和刺激反应空间相容性这两个条件下的交互作用。这些结果说明双侧上顶叶也许同时表征颜色规则和空间相容性以及两者的交互作用。认知控制系统(前扣带回和背外侧前额叶等)然后根据双侧上顶叶和前运动皮层中的交互作用进行反应。