错误后减慢的认知神经机制及其干预

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错误对于我们的生存和发展来说至关重要,错误发生后往往会影响个体随后的行为表现。在日常生活中人们难免会犯错,对错误进行及时有效的调整有助于优化未来的任务表现。错误后减慢效应是错误后调整中的典型行为表现,在错误发生后进行下次任务时,我们往往会降低做事的速度。但是目前关于错误后减慢产生的认知神经机制还存在很大争议,而且错误后行为表现的提升途径也尚未可知。因此,基于上述问题,我们首先在研究一中探讨了错误后减慢产生的认知和神经机制,然后在研究二中探讨了错误后行为表现能否通过工作记忆训练得到提升以及其中的内在机制。研究一包含两个实验,实验一采用短和长两种反应-刺激间隔(response-stimulus intervals,RSIs)条件考察不同反应-刺激间隔对错误后减慢的影响,以探讨错误后减慢产生的认知机制。我们采用了四选择Flanker任务,并且收集了43名被试在执行此任务时的行为数据。结果发现,不管是在短RSI还是长RSI下,被试均表现出了显著的错误后减慢效应。在短RSI下,错误后正确率显著低于正确后正确率,但在长RSI下,错误后正确率和正确后正确率没有显著差异。这些结果表明,错误后减慢在短RSI下是非适应性的,而在长RSI下表现出适应性的特征。这说明反应-刺激间隔显著影响了被试在随后试次中的表现,支持了我们的预测。实验二是为了验证实验一结果的稳定性,同时采用EEG(electroencephalographic)技术进一步探讨错误后减慢表现出这些特点的内在神经机制。与之前的实验设计相同,实验二采用四选择Flanker任务,收集了27名被试的行为和EEG数据。结果发现,实验二验证了实验一的行为结果,即短RSI时错误后减慢是非适应性的,而随着RSI的增加,导致错误后减慢表现出适应性的特征。事件相关电位和时频分析的结果显示,不管是在短RSI还是长RSI下,错误反应和正确反应诱发的ERN(error-related negativity)波幅,Pe(error positivity)波幅和theta频带能量均存在显著差异,因此我们认为反应-刺激间隔并不影响基本的错误加工。另外,在短RSI下,与正确反应相比,错误反应诱发了更大的beta频带能量,更小的P1波幅,但两者诱发的alpha频带能量没有显著差异;但在长RSI下,与正确反应相比,错误反应诱发了较小的alpha和beta频带能量,但两者诱发的P1波幅没有显著差异。这些结果表明,反应-刺激间隔显著影响了错误后的注意调整、运动抑制和感觉敏感性,即在短RSI下,错误发生后,抑制了个体的运动加工,损害了随后试次的感觉加工,并且没有发生注意调整;而在长RSI下,错误发生后,个体进行了显著的注意调整,但其运动加工没有受到抑制,感觉加工也没有受到损害。综合以上结果,目前基于行为和神经证据的研究系统地证明了错误后减慢在长RSI下是适应性的,而在短RSI下是非适应性的。在研究二(实验三)中,我们采用行为学的方法考察了工作记忆训练对错误后行为表现的影响。我们收集了42名被试的行为数据,他们被随机分为实验组和对照组。要求实验组进行为期15天的双维n-back任务训练,而控制组进行为期15天的视觉搜索任务训练。在训练前后,我们同样采用四选择Flanker任务测量被试的错误后表现,包括错误后反应时和错误后正确率表现,以便于量化双维n-back任务训练对错误后表现的迁移效果。结果显示,与训练前相比,训练后实验组显著提升了工作记忆成绩。与控制组相比,训练后实验组的错误后减慢量显著下降,但错误后正确率和Flanker效应不受工作记忆训练的影响。另外,我们观察到错误后减慢的变化量和工作记忆训练提升量之间存在显著负相关,并且根据错误后减慢的变化量对两组进行分类,发现分类准确率到达了70%。这些实验结果证实工作记忆训练改善了错误后行为表现,这与我们先前的预测是一致的,即工作记忆和错误加工拥有共享的加工过程,这使得在工作记忆训练过程中获得的分割技能迁移到了错误加工中,从而改善了错误后行为表现。总体而言,我们结合行为和EEG技术对错误后减慢产生的认知神经机制和工作记忆训练对错误后行为表现的迁移效应进行考察。本研究通过改变中心资源的供给,系统地考察了错误后减慢的适应性问题,也是目前为止探讨错误加工的最系统的研究。我们提供了行为和EEG的证据来阐明错误后减慢在RSI较短时是非适应性的,在RSI较长时是适应性的,并观察到了错误后减慢在适应和非适应性时的具体行为和神经表现。这些结果为错误后减慢产生的认知神经机制提供了新的证据支持。而工作记忆训练对错误后行为表现影响的研究,则扩展了错误后减慢的应用研究。工作记忆训练能够在不损害错误后正确率的情况下,降低错误后减慢量,我们从实际应用的角度为错误后行为表现的提升提供了一条可能的干预路径。
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