(華南師范大學(xué)心理學(xué)院,廣東 廣州 510631)
N450是一種峰值約為450毫秒,分布于額頂部的刺激鎖相(stimulus-locked)腦電負(fù)波。它主要在Stroop干擾任務(wù)中出現(xiàn),約于刺激呈現(xiàn)后350-500毫秒之間達(dá)到峰值,波幅隨刺激干擾效應(yīng)增加而增大(Chouiter,Dieguez,Annoni,& Spierer,2014)。一般認(rèn)為,其發(fā)生源主要位于額頂中部(Stock,Steenbergen,Colzato,& Beste,2016;Yi,& Friedman,2011;Szucs & Soltész,2008)。其波形圖和地形圖如圖1所示。
圖1 N450的波形圖與地形圖(Larson et al.,2014)
注:(A)為健康被試在傳統(tǒng)Stroop色詞任務(wù)中的ERP波形;(B)為不一致減一致條件的N450差異波的地形圖。
N450和經(jīng)典N(xiāo)400有相似,但也有明顯差異。它們一定程度上都在沖突環(huán)境中產(chǎn)生,是額頂區(qū)域的負(fù)波,但N400的潛伏期約在刺激呈現(xiàn)后200-500毫秒,波峰在400毫秒左右(Kutas,& Hillyard,1982,1980),皮層定位比較廣泛,研究爭(zhēng)議較大。且N400和語(yǔ)言認(rèn)知加工有關(guān),對(duì)異常刺激敏感,常用實(shí)驗(yàn)范式包括語(yǔ)義啟動(dòng)范式和包含異常刺激的語(yǔ)言任務(wù),而N450產(chǎn)生于目標(biāo)刺激和干擾刺激的競(jìng)爭(zhēng),主要在Stroop任務(wù)中出現(xiàn)。可見(jiàn),N450是一種獨(dú)立的與沖突加工有關(guān)的ERP成分。
Stroop任務(wù)中,相對(duì)于詞的顏色與詞義一致條件,不一致時(shí)產(chǎn)生的N450波幅更大。且很多研究證明,不一致條件比例減小時(shí),N450波幅增大(Killikelly & Szucs,2013;West & Bailey,2012;Tillman & Wiens,2011)。不同年齡段所表現(xiàn)的N450波幅和潛伏期有顯著差異,隨著年齡增長(zhǎng),潛伏期變長(zhǎng),波幅變大(Mager,Bullinger,Brand et al,2007)。學(xué)習(xí)困難者的N450沖突效應(yīng)顯著大于正常群體(Liu,Yao,Wang,& Zhou,2014)。
研究發(fā)現(xiàn),經(jīng)典Stroop實(shí)驗(yàn)中N450發(fā)生源位于前扣帶回(Zhu et al.,2018;Hanslmayr et al.,2008;Liotti,Woldorff,Perez,& Mayberg,2000)。West,Bowry,& McConville(2004)通過(guò)偶極子分析發(fā)現(xiàn)N450產(chǎn)生于前扣帶回和前額葉。不同前扣帶回結(jié)構(gòu)可能反映了不同的沖突機(jī)制。Kim,Kroger & Kim(2011)發(fā)現(xiàn),尾部背側(cè)扣帶皮層和知覺(jué)沖突加工有關(guān),而前部背側(cè)扣帶皮層和反應(yīng)沖突加工有關(guān)。
此外,不少研究表明N450又可細(xì)分成兩個(gè)子成分,涉及的腦區(qū)不一樣。如,West和Bailey(2012)發(fā)現(xiàn)額葉和頂葉的N450和P450效應(yīng);Piai等發(fā)現(xiàn)N450效應(yīng)在左半球額中央,在右半球則延伸到中央頂葉(Piai,Roelofs & van der Meij,2012);Sun等(2013)發(fā)現(xiàn),左前額葉的血?jiǎng)恿W(xué)信號(hào)Stroop效應(yīng)和中頂葉N450早成分相關(guān),而雙側(cè)前額葉Stroop效應(yīng)和頂葉N450晚成分有關(guān)。這些研究結(jié)果說(shuō)明,N450產(chǎn)生于額頂區(qū)域,但可能并不只是一個(gè)涉及某個(gè)大腦結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)單成分,也提示沖突加工的皮層定位可能不是某個(gè)具體的大腦結(jié)構(gòu),而是復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
早期研究認(rèn)為Stroop任務(wù)中N450效應(yīng)與個(gè)體對(duì)語(yǔ)義信息的抑制加工有關(guān)(Liotti et al.,2000;West & Alain,2000)。隨著沖突監(jiān)控理論的發(fā)展,目前大部分研究?jī)A向于認(rèn)為N450涉及沖突加工。該理論認(rèn)為,前額葉在認(rèn)知控制中起著自上而下地調(diào)控信息和監(jiān)控沖突的作用,皮層分布對(duì)應(yīng)內(nèi)外側(cè)額葉和前扣帶回(Botvinick,Cohen & Carter,2004)。當(dāng)出現(xiàn)沖突信息時(shí),前扣帶回所產(chǎn)生的N450代表沖突監(jiān)控。但有關(guān)N450具體體現(xiàn)了知覺(jué)沖突還是反應(yīng)沖突,沖突監(jiān)測(cè)還是沖突解決,仍存在爭(zhēng)議。
經(jīng)典Stroop任務(wù)中,通過(guò)比較色詞與顏色不一致與一致條件的差異可獲得典型的N450干擾效應(yīng)。研究者還可采用各種Stroop變式來(lái)研究N450。這里重點(diǎn)述評(píng)可分離知覺(jué)沖突與反應(yīng)沖突的實(shí)驗(yàn)范式。
檔案信息化數(shù)據(jù)運(yùn)行管理需要油田企業(yè)持續(xù)性地投入一定的資金,油田企業(yè)應(yīng)當(dāng)注重為檔案管理工作開(kāi)展提供保障。除了要做好前期信息化管理系統(tǒng)的建設(shè)外,還要注意后期系統(tǒng)維護(hù)和定期進(jìn)行設(shè)備更換等工作。特別是一些辦公軟件,使用一段時(shí)間后需要及時(shí)更新,這樣才能最大化地發(fā)揮油田檔案信息化數(shù)據(jù)運(yùn)行管理的實(shí)際價(jià)值。此外,檔案管理人員還要定期做好系統(tǒng)維護(hù),這樣也可以減少信息化數(shù)據(jù)運(yùn)行管理系統(tǒng)的故障率,無(wú)形中降低了使用成本。
2.1.1 旋轉(zhuǎn)判斷任務(wù)。該任務(wù)除包括Stroop顏色和詞義一致、不一致、中性條件外,還包含對(duì)刺激進(jìn)行一定角度的左右旋轉(zhuǎn),及刺激不旋轉(zhuǎn)特征。由于實(shí)驗(yàn)只要求根據(jù)刺激向左或右旋轉(zhuǎn)作按鍵反應(yīng),因此如果不一致條件下N450波幅仍大于一致條件,就反映了知覺(jué)沖突(Li,Wang,Duan,& Zhu,2013)。而該任務(wù)雖可區(qū)分出知覺(jué)水平和反應(yīng)水平,能否保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程中刺激顏色和詞義信息得到知覺(jué)加工還有待考慮。
2.1.2 語(yǔ)義Stroop范式。該范式干擾效應(yīng)源自單詞的顏色和聯(lián)想意義(Schmidt,& Cheesman,2005),即當(dāng)單詞顏色和單詞本身產(chǎn)生的聯(lián)想意義不一致時(shí),就產(chǎn)生干擾效應(yīng)。和經(jīng)典Stroop范式相比,該范式只存在知覺(jué)沖突,而不含反應(yīng)沖突。
2.1.3 2-1反應(yīng)映射范式。此范式試圖從操作水平上分離出兩種沖突類(lèi)型(De houwer,2003)。任務(wù)要求對(duì)詞的顏色作反應(yīng),如紅色和綠色按左鍵,黃色和藍(lán)色按右鍵。任務(wù)有三種實(shí)驗(yàn)條件,一致條件即顏色和詞義一致;知覺(jué)不一致條件下顏色和詞義不同但兩維度的反應(yīng)鍵相同(如紅色的“綠”),即知覺(jué)水平不一致,但反應(yīng)水平一致;反應(yīng)不一致條件下顏色和詞與兩維度的反應(yīng)鍵都不同(如紅色的“藍(lán)”),即知覺(jué)和反應(yīng)水平都不一致。相對(duì)于前兩種范式,該范式雖可同時(shí)分離知覺(jué)沖突和反應(yīng)沖突,但知覺(jué)不一致條件的反應(yīng)設(shè)置可能會(huì)把錯(cuò)誤反應(yīng)當(dāng)成正確反應(yīng)而發(fā)生混淆,且近年研究表明,知覺(jué)不一致條件是否只有單純的知覺(jué)沖突仍需進(jìn)一步驗(yàn)證(Hasshim & Parris,2014)。
2.1.4 不一致-重疊范式。此范式要求對(duì)單詞顏色進(jìn)行按鍵反應(yīng),如藍(lán)、綠和黃。中性條件為不同顏色的中性詞;不一致-不重疊條件下,如黃色的“紅”,由于紅色沒(méi)有對(duì)應(yīng)的按鍵要求,這時(shí)有知覺(jué)沖突而無(wú)反應(yīng)沖突;不一致-重疊條件下,如黃色的“綠”,黃色和綠色不僅產(chǎn)生知覺(jué)沖突,也因都有按鍵反應(yīng)而產(chǎn)生反應(yīng)沖突,因此既包含知覺(jué)沖突也包含反應(yīng)沖突(West,Bowry & McConville,2004)。通過(guò)相減法可以實(shí)現(xiàn)兩種沖突效應(yīng)的分離。
考慮到各種范式多少有些不足,利用Stroop范式研究N450時(shí),最好增加其他條件或技術(shù),如用肌電圖(Electromyography,EMG)同時(shí)記錄錯(cuò)誤反應(yīng)手和正確反應(yīng)手的活動(dòng),用單側(cè)化準(zhǔn)備電位(Lateralized Readiness Potential,LRP)記錄與運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)備有關(guān)的腦電成分,從而排除其他可能的加工成分。
2.2.1 知覺(jué)沖突還是反應(yīng)沖突
研究表明,Stroop干擾效應(yīng)包含知覺(jué)沖突和反應(yīng)沖突(Szucs & Soltész,2010;West,Bowry & McConville,2004;De Houwer,2003)。知覺(jué)沖突指Stroop任務(wù)中顏色維度和字義維度的沖突(Klopfer,1996);反應(yīng)沖突指任務(wù)反應(yīng)前,顏色維度和字義維度的反應(yīng)趨勢(shì)相互競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)生的沖突(de Houwer,2003)。關(guān)于N450代表知覺(jué)沖突還是反應(yīng)沖突,是N450的心理功能研究的一個(gè)焦點(diǎn)。
有研究認(rèn)為N450反映知覺(jué)沖突。Mager等人(2007)要求被試只對(duì)Stroop刺激是否一致作按鍵反應(yīng)來(lái)排除反應(yīng)沖突,發(fā)現(xiàn)任務(wù)條件的N450效應(yīng)顯著,說(shuō)明N450與知覺(jué)沖突有關(guān)。Szucs和Soltész(2010)結(jié)合EMG和erp技術(shù)探究色-詞Stroop干擾效應(yīng)時(shí)發(fā)現(xiàn),由于一致、不一致和中性條件下都可測(cè)得不正確的手動(dòng)反應(yīng)活動(dòng),而僅在不一致條件下出現(xiàn)N450,因此反應(yīng)沖突并非只發(fā)生在不一致條件中,不一致條件下發(fā)生的N450反映的是知覺(jué)沖突而非反應(yīng)沖突。后來(lái)很多研究通過(guò)不同實(shí)驗(yàn)范式也證明了N450與知覺(jué)沖突有關(guān)(Augustinova,Silvert,Ferrand,Llorca & Flaudias,2014;Killikelly & Szucs,2013;Caldas et al.,2012;Szucs & Soltész,2012)。
而Piai等(2012)認(rèn)為,從N450出現(xiàn)的時(shí)間上看,不管是讓被試對(duì)圖的名稱(chēng)進(jìn)行口頭報(bào)告還是按鍵反應(yīng),都在刺激呈現(xiàn)250毫秒后出現(xiàn)類(lèi)似的N450效應(yīng),說(shuō)明N450效應(yīng)發(fā)生在反應(yīng)階段,可能與反應(yīng)沖突有關(guān)。Zhao等人(2015)則通過(guò)利用2-1反應(yīng)映射范式研究發(fā)現(xiàn),N450和反應(yīng)沖突有關(guān)(Zhao,Liang,Juan,Wang,Wang & Zhu,2015),與以往相同實(shí)驗(yàn)范式下的研究結(jié)果一致(Chen et al.,2011)。
綜合以上兩個(gè)系列的證據(jù),有關(guān)N450到底代表知覺(jué)沖突還是反應(yīng)沖突仍有爭(zhēng)議。值得注意的是,沖突可能會(huì)有類(lèi)型上的區(qū)別,也可能只是大小的區(qū)別,現(xiàn)有的任務(wù)范式可能在體現(xiàn)這些沖突類(lèi)型或沖突大小時(shí)有一定局限,使得可能既反映知覺(jué)沖突也代表反應(yīng)沖突的N450未能完全被觀察到。為此,我們認(rèn)為可通過(guò)轉(zhuǎn)換研究角度深入研究這個(gè)問(wèn)題,如通過(guò)心理功能的有效性檢驗(yàn)來(lái)確認(rèn)N450反映知覺(jué)水平還是反應(yīng)水平的加工。Forster和Lavie(2014)發(fā)現(xiàn)與任務(wù)反應(yīng)相關(guān)的干擾效應(yīng)和與反應(yīng)無(wú)關(guān)的干擾效應(yīng)是分離的。這兩種干擾效應(yīng)分別設(shè)計(jì)反應(yīng)水平的加工和知覺(jué)水平的加工。二者對(duì)N450心理功能的檢驗(yàn)具有建設(shè)性意義。
2.2.2 沖突監(jiān)測(cè)還是沖突解決
除了加工類(lèi)型,也有不少研究從加工階段的角度探討N450效應(yīng)反映沖突監(jiān)測(cè)還是沖突解決。Coderre等通過(guò)操縱Stroop任務(wù)中單詞和顏色信息的時(shí)間間隔(Stimulus Onset Asynchrony,SOA)分離沖突監(jiān)測(cè)和沖突解決過(guò)程(Coderre,Conklin,& van Heuven,2011)。結(jié)果顯示,在三種SOA條件下都出現(xiàn)了N450。他們認(rèn)為,在-400毫秒SOA(單詞比色塊早出現(xiàn)400毫秒)和0毫秒SOA(單詞和色塊同時(shí)出現(xiàn))時(shí)產(chǎn)生的N450不能區(qū)分出它和沖突監(jiān)測(cè)還是沖突解決有關(guān),但在+400毫秒SOA(單詞比色塊晚出現(xiàn)400毫秒)時(shí),行為反應(yīng)已經(jīng)完成,沖突解決也就消失了,因此所產(chǎn)生的成分和沖突監(jiān)測(cè)有關(guān)。雖然他們的研究通過(guò)SOA的操縱很好地實(shí)現(xiàn)了兩種沖突階段的分離,但在-400毫秒和0毫秒SOA時(shí)也能觀察到N450,從整體上看,N450只和沖突監(jiān)測(cè)有關(guān)的結(jié)論仍值得商榷。
也有一些研究者認(rèn)為N450反映了沖突解決。如,Shen等人(2013)通過(guò)情緒Stroop任務(wù)發(fā)現(xiàn)N450的神經(jīng)發(fā)生源在前扣帶回,而前扣帶回涉及情緒加工并能在情緒環(huán)境中促進(jìn)沖突的解決,因此認(rèn)為N450和沖突解決有關(guān)。如果N450負(fù)責(zé)監(jiān)控沖突,那么沖突環(huán)境不同時(shí),N450將會(huì)發(fā)生變化,而研究顯示,不管前一試次是否為不一致試次,當(dāng)前的不一致試次產(chǎn)生的N450波幅都沒(méi)有顯著差異(Larson,Kaufman,& Perlstein,2009)。Ma等(2014)在情緒Stroop任務(wù)中發(fā)現(xiàn)不一致條件的N450波幅較大,且中央-頂葉的激活更強(qiáng),因此他們認(rèn)為N450同時(shí)反映了沖突監(jiān)測(cè)與沖突解決。
綜上所述,目前有關(guān)N450心理功能的研究結(jié)果還存在一定爭(zhēng)議。造成研究結(jié)果不一致的原因可能不僅是實(shí)驗(yàn)范式特點(diǎn)不同,還包括對(duì)知覺(jué)沖突和反應(yīng)沖突的操作定義不夠清晰、兩種沖突類(lèi)型加工過(guò)程的同一性和時(shí)間上的動(dòng)態(tài)特征不夠明確。在探究Stroop的N450效應(yīng)反映沖突監(jiān)測(cè)還是沖突解決時(shí),大多數(shù)研究只通過(guò)使用單一Stroop變式對(duì)N450所激活的相關(guān)腦區(qū)功能來(lái)區(qū)分。今后可通過(guò)沖突適應(yīng)的操縱來(lái)進(jìn)一步探討此問(wèn)題。此外,不管哪種沖突,沖突加工的實(shí)質(zhì)是什么?這些問(wèn)題都需要進(jìn)一步研究。
盡管有關(guān)N450具體反映何種沖突類(lèi)型和沖突階段仍有爭(zhēng)議,但N450效應(yīng)可以作為沖突加工效率的電生理指標(biāo),獲得了共識(shí)。這使N450在特殊人群和個(gè)體差異研究中得到應(yīng)用(Strommer-Davidovich et al.,2018)。Liu等人(2014)在數(shù)字Stroop任務(wù)中發(fā)現(xiàn),學(xué)習(xí)困難兒童在額區(qū)出現(xiàn)比正常兒童更大的N450波幅。Mangina和Beuzeron-Mangina(2004)曾對(duì)多動(dòng)癥兒童和學(xué)習(xí)困難兒童進(jìn)行為期8個(gè)月的訓(xùn)練,訓(xùn)練后,這些兒童在記憶負(fù)荷任務(wù)中產(chǎn)生的N450波幅增加,且和正常兒童的波幅無(wú)顯著差異。可見(jiàn),特殊兒童和正常兒童在干擾任務(wù)中的N450波幅有不同的表現(xiàn),但經(jīng)過(guò)一定的訓(xùn)練這種差異會(huì)消失。這可能反映了特殊兒童在面臨干擾時(shí)對(duì)沖突的監(jiān)控能力較弱,而這種能力缺陷可以通過(guò)訓(xùn)練來(lái)彌補(bǔ)。因此,N450或許能作為區(qū)別正常兒童和學(xué)習(xí)困難兒童,以及檢驗(yàn)學(xué)習(xí)困難兒童訓(xùn)練效果的電生理指標(biāo)。
在認(rèn)知發(fā)展和老化方面,Mager等(2007)發(fā)現(xiàn),中年組在中頂葉上的N450波幅大于青年組,且潛伏期更長(zhǎng)。Czernochowski等(2010)發(fā)現(xiàn),中高任務(wù)難度下,老年組的N450波幅比年輕組的更大。但也有研究顯示老年組在沖突任務(wù)中的N450波幅減小(West & Schwarb,2006;West & Alain,2000)。Jongen和Jonkman(2008)的研究結(jié)果則顯示,知覺(jué)沖突水平上,N450的波幅隨年齡增大而降低,反應(yīng)沖突水平上,P450波幅在隨年齡增加上呈非線性變化。近年研究發(fā)現(xiàn),不同年齡段在2-1反應(yīng)映射范式中表現(xiàn)出的N450波幅沒(méi)有顯著差異,但RI條件下,青少年的N450集中在右半球,青年組集中在左半球(Killikelly,& Sz?cs,2013)??梢?jiàn),N450與認(rèn)知發(fā)展和認(rèn)知老化有關(guān),且可能在不同沖突類(lèi)型上有不同的變化模式和單側(cè)化效應(yīng)。
綜上,研究者用不同范式從不同視角對(duì)N450的特點(diǎn)和心理功能進(jìn)行了研究。明確的是,刺激呈現(xiàn)后300-500毫米左右,沖突條件下的N450波幅大于一致條件,波幅出現(xiàn)在額頂區(qū)域;它反映了沖突加工的能力,對(duì)學(xué)習(xí)困難、ADHD等臨床群體的認(rèn)知控制能力測(cè)量具有指標(biāo)性意義。但其所反映的具體心理功能,即反映知覺(jué)沖突還是反應(yīng)沖突,沖突監(jiān)測(cè)還是沖突解決,仍存在爭(zhēng)議。
首先,N450心理功能的研究中,對(duì)知覺(jué)沖突和反應(yīng)沖突、沖突監(jiān)測(cè)和沖突解決的界定模糊,對(duì)結(jié)果解釋存在過(guò)于主觀的現(xiàn)象,并且缺乏能更有效分離兩種沖突類(lèi)型的實(shí)驗(yàn)范式、技術(shù)手段或統(tǒng)計(jì)分析方法,造成結(jié)論爭(zhēng)議較大。或許正是實(shí)驗(yàn)方法的局限,導(dǎo)致難以全面地發(fā)現(xiàn)N450的心理功能,今后的研究需要找到更有效的范式,驗(yàn)證N450是否和知覺(jué)沖突與反應(yīng)沖突或沖突監(jiān)測(cè)與沖突解決都有關(guān)。而且,目前的N450都聚焦在同一感覺(jué)通道的干擾效應(yīng)上,未來(lái)有必要多從不同感覺(jué)通道的干擾上展開(kāi)研究,從一個(gè)更整體和全面的角度對(duì)該成分作進(jìn)一步探討并提出相應(yīng)的理論解釋。
其次,N450沖突效應(yīng)背后的內(nèi)在心理機(jī)制還需進(jìn)一步探究。哪怕確定了N450的具體心理功能,這種沖突背后的加工機(jī)制又是什么?這是當(dāng)前研究還很少觸及的問(wèn)題。Fan(2014)認(rèn)為,認(rèn)知控制的本質(zhì)并非沖突的監(jiān)測(cè)和解決,也不是對(duì)無(wú)關(guān)信息的抑制,而是對(duì)刺激情境中不確定性的解決以及對(duì)任務(wù)優(yōu)先性的確定。那么,N450又是如何體現(xiàn)不確定的解決和優(yōu)先性的確定的?N450在不一致條件下波幅更大,反映了什么樣的潛在加工機(jī)制,是個(gè)體在完成任務(wù)過(guò)程中的抑制效率問(wèn)題,加工速度問(wèn)題,還是不確定性運(yùn)算的問(wèn)題?明確這些問(wèn)題也可以為相應(yīng)的鑒別和康復(fù)訓(xùn)練帶來(lái)重要的參考價(jià)值。
最后,需進(jìn)一步深化和擴(kuò)展N450的應(yīng)用研究。目前N450已經(jīng)有了初步的應(yīng)用研究成果,需深入和擴(kuò)展應(yīng)用研究,為以N450作為不同群體的認(rèn)知控制能力指標(biāo)和不同應(yīng)用領(lǐng)域的參考標(biāo)準(zhǔn)積累證據(jù),并明確其在應(yīng)用上的普遍性和特殊性。和其他腦電成分類(lèi)似,N450存在共識(shí),但在反映具體層面上的心理功能有爭(zhēng)議。隨著應(yīng)用研究的深入和擴(kuò)展,反過(guò)來(lái)也可檢驗(yàn)N450的心理功能,促進(jìn)對(duì)該腦電成分有更深入和全面的理解。未來(lái)應(yīng)進(jìn)一步探討N450波幅的增大或減小和不同特殊群體的認(rèn)知功能是什么樣的關(guān)系,這些關(guān)系模式具有普遍性還是特殊性,可否用N450來(lái)做臨床診斷或行為績(jī)效的預(yù)測(cè)。此外,目前N450在學(xué)習(xí)困難,多動(dòng)癥及認(rèn)知老化之外的領(lǐng)域應(yīng)用還不多。在其他與認(rèn)知控制關(guān)系密切的臨床領(lǐng)域,如網(wǎng)絡(luò)成癮、手機(jī)過(guò)度使用、沖動(dòng)控制障礙、強(qiáng)迫癥等領(lǐng)域,N450應(yīng)該有廣闊的應(yīng)用前景。