分离错误信号驱动和频率信息驱动的错误后减慢效应

摘要

错误加工是认知控制和行为监控的重要成分。人们要想顺利完成任务就必须持续进行行为监控和行为调整，因为只有行为结果被持续监测，当错误发生的时候才能及时调整发生适应性的改变从而达到既定目标。已有研究发现大脑中存在行为监测系统，错误发生后检测系统将会产生错误信号促使认知控制系统进行行为优化，避免相似的错误再次发生。在对错误行为进行补偿调整时通常伴随着随后任务的反应减慢，一般这种现象被称为错误后减慢效应。
　　个人执行错误是指快速冲动性的错误，这种错误是基于对相关刺激的加工不完全产生的，这类错误通常都能及时地进行校正。而行为调整的发生是错误信号促使认知控制加强，反应阈限提高。人们在进行随后任务事表现地更加谨慎或反应减慢。但是，最近Notebaert等人提出的注意朝向理论认为错误后减慢效应是小概率事件引起反应减慢的一个特例。因为小概率事件更易占据注意资源，随后任务加工时的注意定向重置是个耗时的加工过程，从而引起反应减慢，与事件的正确错误无关。日常生活中犯错是小概率事件，所以才会引发错误后减慢效应。因此，错误后减慢效应是由错误信号诱发的还是小概率事件引起的注意资源占用引起的仍然不清楚，还需要迸一步的实验证据进行考察。
　　解决该问题必须能够操纵错误率的发生，因为先前实验的任务和日常生活中错误发生率都比较低，所以关于较高错误率发生会引起怎样的行为调节的研究较少。因此，我们采用look-to-do设计来考察该问题。先前已有研究发现观察他人错误和个人执行错误激活了相似的神经系统，而且在观察错误条件下，错误后减慢效应也发生，不管观察错误的诱发对象是真实个体还是虚拟的计算机。而且，Dandan Tang等人已经采用look-to-do设计发现先前的look试次可以有效地调节随后的do试次。
　　实验一我们采用50％和80％两种错误率条件考察错误信号和错误频率对错误后调整的作用。因为50％观察错误条件中观察正确试次和观察错误试次比例设置相同，错误频率的影响被有效控制，而80％观察错误条件中80％的观察错误试次，20％的观察正确试次，可以很好地区分认为错误信号起作用的理论和事件频率起作用的理论（注意朝向理论对先前认知控制理论模型的最大挑战就在于发现正确事件是小概率事件时，正确后减慢发生）。结果发现在50％和80％错误率条件下，错误后减慢效应均发生，并且80％错误率条件下的减慢效应大于50％错误率条件下的减慢效应。说明错误信号对错误后行为调整起主要作用，支持认知控制理论模型的预测。
　　实验二中为了进一步验证我们结果的稳定性，并与前人研究作对比，我们添加20％错误率条件。结果发现20％、50％和80％三个错误率条件下，错误后减慢现象均发生。80％和20％错误率条件下的减慢效应均大于50％错误率条件下的减慢效应，但是80％和20％两个错误率条件下的减慢效应没有差异。结果重复了实验一的结果和前人的研究发现，发展了前人的已有研究，而且再次证明错误信号对错误后行为调整起主要作用。
　　实验三我们采用EEG考察被试的神经活动，从神经动态的角度进一步区分错误信号和事件频率对错误后减慢效应的作用。实验任务同实验一采用50％和80％两个观察错误率条件。行为结果与实验一一致，50％和80％错误率条件下，错误后减慢效应均发生。但是EEG数据结果呈现分离的结果模式（采用ERP和时频两种分析方式）。ERP结果显示只有50％错误率条件下，ERP成分观察ERN和观察Pe的错误试次神经激活显著大于正确试次的神经激活;时频结果显示只有80％错误率条件下，theta频带和alpha频带的错误试次神经震荡强于正确试次的神经震荡。说明错误信号和事件频率对错误后行为调整都有作用，但是发生机制是分离的，错误信号对错误后行为调整的作用主要表现在ERP成分上，是事件相关性的调节，而事件频率对错误后行为调整的作用主要表现在时频频带上，是大脑加工网络状态性的调整。
　　我们的研究发现虽然注意加工也卷入当前的研究，但是与Notebeart等人的研究结果不一致，可能原因在于由内因导致的事件频率调整和由外因导致的事件频率调整对注意的加工在本质上是不同的。由内因导致的事件频率调整是以自上而下的方式调节注意，而由外因导致的事件频率调整是以自下而上的方式调节注意。我们的实验任务是基于快速反应任务Flanker任务进行的，因此任务的加工可能依赖较高的认知加工而不是刺激输入，导致小概率事件后反应加快而不是变慢和80％错误率条件下错误后减慢也发生。

目录

声明

摘要

1．文献综述

1．1 错误后减慢效应

1．2 错误后减慢的理论解释

1．3 错误相关的神经活动指标

1．3．1 错误相关负波

1．3．2 错误相关正波

1．3．3 反馈相关负波

1．3．4 时频震荡

2．问题提出与研究框架

2．1 问题提出

2．2 研究框架

2．3 研究假设

3 实验一

3．1 研究目的

3．2 研究方法

3．3 结果

3．4 讨论

4 实验二

4．1 研究目的

4．2 研究方法

4．3 结果

4．4 讨论

5 实验三

5．1 研究目的

5．2 研究方法

5．3 结果

5．4 讨论

6 总讨论

6．1 错误信号的调节作用

6．2 事件频率的调节作用

7 结论

参考文献

致谢

科研成果和参与课题