基于磁共振成像技术研究工作记忆容量对干扰抑制的影响机制

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工作记忆容量反映个体从大量感官信息中过滤无关信息并选择任务相关信息的能力。大量的行为学和电生理研究显示,相比于低工作记忆容量的个体,高工作记忆容量的个体能更好地抑制凸显但任务无关的干扰物。但是目前尚且缺乏对上述认知差异的神经基础的了解。因此,本研究利用磁共振成像技术来探究工作记忆容量影响干扰抑制能力的神经机制。本研究招募88名年轻健康成年人,利用视觉搜索任务和视觉工作记忆任务,测量被试的干扰抑制能力和工作记忆容量。同时,本研究采集了每位被试的结构和静息态功能磁共振数据。根据其工作记忆容量,被试分为高工作记忆容量组和低工作记忆容量组。行为学结果显示,凸显干扰物的呈现加快了被试的反应时间和提高了准确率,定义为奇异增益(singleton benefit)。相比于低工作记忆容量组,高工作记忆容量组表现出更大的奇异增益,即高工作记忆容量个体表现出更强的干扰抑制能力。磁共振数据分析主要灰质结构分析、静息态功能连接、以及静息态功能连接组的角度来探究工作记忆容量影响干扰抑制能力的神经机制。1、针对结构磁共振数据,本文进行基于体素和基于形变的形态学分析,以探究灰质结构对个体的干扰抑制能力的影响。结果显示,灰质结构对高、低工作记忆容量组的干扰抑制能力具有不同影响的脑区主要位于认知控制和自我加工的额顶网络和默认网络;而灰质结构对高、低工作记忆容量组的干扰抑制能力具有相似影响的脑区主要位于参与刺激驱动的腹侧注意网络。2、围绕着灰质结构与干扰抑制能力相关的脑区,本文进行基于体素的静息态功能连接分析,探究这些脑区的自发性大脑活动是否与干扰抑制有关。结果显示,高工作记忆容量个体的干扰抑制能力与额顶网络、默认网络和腹侧注意网络的核心脑区的度功能连接度显著相关;而低工作记忆容量个体的干扰抑制能力与腹侧注意网络的局部一致性和低频振幅相关。3、静息态功能连接组分析揭示了高工作记忆容量个体表现出以凸显边缘网络、视觉关联网络和运动网络为核心的“皮质-皮质”信息整合,而低工作记忆容量个体表现出以皮质下网络和运动网络为核心的“皮质-皮质下”信息整合,即高、低工作记忆容量个体对应于不同的干扰抑制相关的内在功能连接模式。综上所述,本文利用磁共振技术探究了工作记忆容量影响干扰抑制的机制,揭示了高、低工作记忆容量个体对应于不同的干扰抑制相关的大脑结构和功能基础。
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