情绪刺激对工作记忆信息更新功能的影响：事件相关电位研究

摘要

情绪刺激意味着环境中存在的威胁或者是奖励，因此对情绪刺激的快速加工对人类生存至关重要。目前，关于情绪加工有两种主要观点，一种观点认为情绪加工是自动化的，不需要注意资源;另一种观点认为情绪加工需要注意资源，受到认知负荷的调节。工作记忆是人类的认知中枢，它在知觉、长时记忆以及行为之间搭起交流的平台。工作记忆包含中央执行功能，语音回路，视空间模板以及情境缓冲器四个成分。由于情绪加工与工作记忆对人类十分重要，因此两者的交互作用是目前研究的热点。已有的研究更多关注任务无关情绪刺激对工作记忆中的刺激编码与信息保存的影响。但对于二者交互作用的研究，其结果并不一致，有的研究发现情绪刺激增强工作记忆，另一些研究发现情绪刺激损害工作记忆。因此有必要进一步研究情绪与工作记忆的交互作用，更重要的，工作记忆核心成分——中央执行功能与情绪加工的交互作用研究不多，信息更新功能作为中央执行系统的核心功能，其与情绪刺激加工的交互作用也还不清楚。因此，本论文通过四项研究分别探索任务无关情绪刺激与工作记忆的交互作用，以及个体对情绪刺激进行工作记忆时二者的交互作用及其神经基础。
　　研究一探索任务无关的情绪图片对工作记忆信息更新功能的影响。研究采用数字N-back实验任务，以1～9这9个数字为刺激。实验中，数字呈现时在其后面呈现中性或者情绪图片，要求被试对数字完成0-back和2-back任务，忽略数字背后的图片。在0-back任务中，被试判断当前数字是否是“1”，是“1”为目标，否则为非目标;在2-back任务中，被试判断当前数字与倒回去第二个数字是否相同，相同为目标，不同为非目标。任务进行时采用事件相关电位技术记录被试的脑电数据。在行为上，工作记忆负荷主效应显著，高负荷工作记忆(2-back)的反应时显著长于低负荷工作记忆(0-back)，正确率显著低于低负荷工作记忆;未观察到显著的情绪与工作记忆负荷的交互作用。在与工作记忆相关的P3成分上，工作记忆负荷主效应显著，低负荷工作记忆诱发的P3显著大于高负荷工作记忆，这与前人的研究结果一致。更重要的是，情绪与工作记忆交互作用显著，在高工作记忆负荷条件下，中性与负性分心物条件诱发的P3没有显著差异;在低工作记忆负荷条件下，负性分心物比中性分心物诱发更小的P3。这些结果说明情绪对工作记忆的影响受到工作记忆负荷的调节，在高认知负荷条件下情绪干扰效应显著降低甚至消失，在低认知负荷条件下情绪干扰效应存在。本研究的结果支持情绪与认知加工的双竞争模型。
　　研究二在前一研究的基础之上进一步研究更强烈的任务无关情绪刺激，即急性应激，对工作记忆的影响。研究采用电影片断分别诱发两组被试的急性应激或中性状态后，让其完成数字N-back任务并同时记录脑电。结果发现，急性应激显著的增加了被试的主观负性情感评分以及心率，表明急性应激诱发成功。与前一项研究类似，发现了显著的工作记忆负荷主效应，高负荷工作记忆的反应时显著长于低负荷工作记忆，正确率显著低于低负荷工作记忆;未发现显著的急性应激与工作记忆负荷的交互作用。在ERP结果上，工作记忆负荷主效应显著，0-back任务诱发的P3显著大于2-back任务。并且，急性应激与工作记忆的交互作用显著。在0-back任务中，急性应激组诱发的P3显著大于控制组;而在2-back任务中，这种差异不显著。与研究一类似，这些结果表明急性应激对工作记忆的影响受工作记忆负荷调节，支持了双竞争理论模型。
　　研究三调查个体对恐惧和中性面孔进行工作记忆时情绪与工作记忆的交互作用。同样采用N-back实验任务，要求被试对序列呈现的恐惧和中性面孔的身份进行0-back和2-back工作记忆任务，任务进行时采用事件相关电位技术记录被试的脑电数据。0-back任务中，每个任务组块(block)开始之前呈现目标刺激，要求被试判断当前面孔与目标面孔的身份是否相同，相同为目标，不同为非目标;2-back任务中，被试判断当前面孔与倒回去第二个面孔的身份是否相同，相同为目标，不同为非目标。行为结果显示工作记忆负荷主效应显著，2-back任务的反应时显著长于0-back任务，正确率显著低于0-back任务;未发现情绪与工作记忆负荷的交互。ERP结果显示，在与面孔加工相关的N170成分上，工作记忆负荷主效应显著，2-back任务诱发的波幅大于0-back任务;情绪主效应显著，恐惧面孔诱发的波幅大于中性面孔。更重要的是，情绪与工作记忆负荷的交互作用显著。在0-back任务中，恐惧面孔诱发的N170显著大于中性面孔，在2-back任务中，恐惧面孔诱发的N170也显著大于中性面孔。事后比较发现这种交互作用由2-back任务的中性面孔比0-back任务的中性面孔诱发的更大的N170导致，两种工作记忆负荷条件下恐惧面孔诱发的N170没有显著差异。在VPP成分上，工作记忆负荷和情绪主效应均显著，2-back任务诱发的波幅大于0-back任务，恐惧面孔诱发的VPP大于中性面孔。在与工作记忆相关的P3成分上，工作记忆负荷主效应显著，低负荷工作记忆诱发的波幅显著大于高负荷工作记忆;情绪主效应显著，恐惧面孔诱发的波幅显著大于中性面孔。情绪与工作记忆的交互作用不显著。这些结果表明认知任务的负荷可以影响情绪刺激的知觉表征，与低任务负荷任务相比，高认知负荷会加强刺激在初级视觉皮层的知觉表征。而且情绪对工作记忆的影响不受认知负荷的调节，在高低两种负荷下情绪效应总是存在。
　　研究四在研究三的基础之上，增加了高兴面孔作为刺激，以考察正性和负性情绪刺激对工作记忆信息更新功能的影响是否存在差异。采用N-back实验任务，要求被试对序列呈现的恐惧、高兴和中性面孔的身份进行0-back和2-back工作记忆任务，任务进行时采用事件相关电位技术记录被试的脑电数据。在行为上，与研究三类似，行为结果显示工作记忆负荷主效应显著，2-back任务的反应时显著长于0-back任务，正确率显著低于0-back任务;未发现情绪与工作记忆负荷的交互。ERP结果显示，N170成分的工作记忆负荷主效应显著，2-back任务诱发的波幅大于0-back任务;情绪主效应显著，恐惧面孔诱发的波幅显著大于高兴和中性面孔，高兴与中性面孔没有显著差异。工作记忆负荷与情绪效价交互作用显著，在0-back和2-back任务中，恐惧面孔诱发的波幅均大于高兴和恐惧，这种差异在2-back任务中更明显。在VPP成分上，工作记忆负荷与情绪效价主效应均显著，2-back任务诱发的VPP大于0-back，恐惧面孔诱发的VPP大于高兴和中性面孔。在与工作记忆相关的P3成分上，工作记忆负荷主效应显著，0-back任务诱发的P3显著大于2-back任务;情绪效价主效应显著，高兴面孔诱发的P3显著小于中性面孔，恐惧与中性，恐惧与高兴之间没有显著差异。该研究结果表明人们对情绪刺激进行工作记忆任务时，工作记忆负荷会调节刺激在初级视觉皮层的表征，与研究三的结果吻合。
　　这四项研究综合起来表明，当工作记忆任务的对象是中性刺激时，任务无关的情绪刺激对工作记忆信息更新功能的影响受到工作记忆负荷的调节。情绪刺激的干扰效应在高负荷条件下减弱，在低负荷条件下表现出来。当工作记忆的对象为情绪性刺激时，情绪的干扰效应总是存在。另外，情绪与工作记忆的交互和情绪刺激的强度有关。低强度的情绪刺激可能影响个体对刺激的知觉表征，从而影响工作记忆;高强度的情绪刺激可能影响个体的执行控制，从而对工作记忆产生影响。工作记忆负荷可以影响刺激的早期知觉表征，高工作记忆负荷条件下刺激在初级视觉皮层的表征比在低工作记忆负荷条件下更强。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 工作记忆

1．1．1 工作记忆相关概念

1．1．2 工作记忆相关的模型

1．1．3 工作记忆的主要研究范式

1．1．4 工作记忆容量

1．1．5 工作记忆的发展

1．1．6 工作记忆相关的ERP成分

1．1．7 与工作记忆相关的大脑结构

1．2 情绪加工

1．2．1 情绪的定义

1．2．2．情绪加工的相关理论

1．3 情绪与工作记忆的交互

1．3．1 情绪加工对工作记忆的影响

1．3．2 工作记忆对情绪加工的影响

1．4 影响情绪与工作记忆交互的因素

第2章 问题提出与研究内容

2．1 研究一的问题提出和研究内容

2．2 研究二的问题提出和研究内容

2．3 研究三的问题提出与研究内容

2．4 研究四的问题提出与研究内容

2．5 论文总体研究思路

第3章 任务无关情绪刺激对工作记忆信息更新功能的影响：事件相关电位研究

3．1 引言

3．2 材料与方法

3．2．1 被试

3．2．2 程序

3．2．3 实验材料

3．2．4 实验任务

3．2．5 数据搜集与分析

3．3 结果

3．3．1 行为数据结果

3．3．2 ERP数据结果

3．4 讨论

第4章 急性应激对工作记忆的影响受工作记忆负荷调节：来自电生理的证据

4．1 引言

4．2 材料和方法

4．2．1 被试

4．2．2 程序

4．2．3 实验任务

4．2．4 数据记录与分析

4．3 结果

4．3．1 应激的生理测量和主观反应

4．3．2 行为反应数据

4．3．3 ERP结果

4．4 讨论

第5章 恐惧面孔对工作记忆信息更新功能的影响：事件相关电位研究

5．1 引言

5．2 材料和方法

5．2．1 被试

5．2．2 实验材料

5．2．3 实验程序

5．2．4 实验任务

5．2．5 数据搜集与分析

5．3 结果

5．3．1 行为结果

5．3．2 ERP结果

5．4 讨论

第6章 正负性情绪刺激对工作记忆信息更新功能的影响：事件相关电位研究

6．1 引言

6．2 材料和方法

6．2．1 被试

6．2．2 实验材料

6．2．3 实验程序

6．2．4 实验任务

6．2．5 数据搜集与分析

6．3 结果

6．3．1 行为结果

6．3．2 ERP结果

6．4 讨论

第7章 总的讨论和结论

7．1 情绪与工作记忆交互受工作记忆负荷和对象的影响

7．2 情绪与工作记忆交互可能受到情绪强度的影响

7．3 中性面孔的知觉表征受至上而下的任务目标调节

7．4 本论文不足之处

7．5 研究结论

参考文献

科研成果

致谢