数字序列任务中冲突加工的神经机制

摘要

冲突在我们的日常生活中无处不在。当你走进一间熟悉的咖啡店，却发现他们换了桌子的颜色，亦或者当你仰望天空的时候发现不是熟悉的蓝色而是灰色的时候，这些现象都属于知觉失匹配的冲突。当我们在听一首熟悉的歌曲时，歌词突然的改变，“后来，我们总算学会了如何去恨”，当听到恨字的时候，我们会突然意识到哪里出了问题，因为这与我们的预期不相符，这种冲突就称为预期破坏。 前人在数字比较过程和推理中对知觉失匹配和预期破坏这两种冲突进行了大量的研究。做了许多关于知觉失匹配对于类比推理，关系推理过程影响的研究，但是对于知觉失匹配和预期破坏在序列中对数字比较过程产生影响的研究还很少。并且，在前人关于数字归纳推理的研究中，也往往只关注了预期破坏对其过程的影响，而知觉失匹配和预期破坏在数字归纳推理过程产生的影响，没有进行过讨论。 以此为基础，本研究进行了两个实验。实验一采用数字序列比较任务，旨在探讨知觉失匹配和预期破坏对数字比较过程的影响。但实验一中数字比较过程仅限于前后两个数字之间数值的比较，被试还不能够形成强烈的预期。因此，实验二在实验一的基础上，对预期破坏进行更进一步的研究，并采用更高级的数字归纳推理任务，来研究其如何受到知觉失匹配和预期破坏这两种冲突的影响。 实验一采用2（字形相同，字形不同）×2（数值相同，数值不同）数字序列比较任务，通过改变数字序列中数字的数值和数字的字形（阿拉伯，汉字），任务要求被试仅对前后两个数字的数值进行比较，来探究知觉失匹配和预期破坏引起的数字比较过程的改变。实验一的行为数据结果显示正确率在四个条件之间并无显著差异，而反应时的结果则发现字形不同数值不同数值条件的反应时显著大于字形相同数值不同条件，同时，字形不同数值相同条件的反应时显著大于字形相同数值相同条件，字形相同数值不同条件的反应时显著大于字形相同数值相同条件。脑电数据的结果和行为数据的结果一致，在N200成分上，字形不同数值不同条件的N200波幅值显著大于字形相同数值不同条件，并且，字形不同数值相同条件的N200波幅值显著大于字形相同数值相同条件，字形相同数值不同条件的N200波幅值显著大于字形相同数值相同条件。因此，实验一中的脑电和行为数据结果同时证明了知觉失匹配冲突会对数字比较的过程产生影响，并且影响可能发生在260-320毫秒的加工初级阶段。然而前人在数字比较研究中由于数值变化引起的N200，是否为预期破坏所造成的尚存争议，我们并不能确定字形相同数值不同与字形相同数值相同条件的差异一定是由于预期破坏引起的。因此实验二在研究知觉失匹配和预期破坏冲突对数字归纳推理任务产生影响的同时，也为实验一中字形相同数值不同和字形相同数值相同是否确实受到预期破坏的影响进行验证。 实验二采用2（字形相同，字形不同）×2（规则相同，规则不同）数字序列完形任务，进一步对预期破坏冲突进行研究，采用了相较于数字比较过程而言，更高级的数字归纳推理的过程，在预期破坏和知觉失匹配的影响下，会有怎样的加工时间进程，行为数据显示字形相同规则相同的正确率最高，而字形不同规则不同的反应时最低，同时，反应时数据结果发现字形不同条件比字形相同条件的反应时更长，规则不同条件比规则相同条件的反应时更长。脑电结果显示知觉失匹配引起的P200，N200，和LNC成分，分别反映了注意资源的分配，知觉模块的偏离，以及额外的对于知觉失匹配的再加工。同时，在字形不同规则相同与字形相同规则相同条件的对比中，以及字形不同规则不同与字形相同规则不同条件的对比中均发现了N400成分，这里的N400可能代表着对于多重冲突的加工，其中包括特征形式分类的失匹配和知觉特征的失匹配。 同时，脑电结果显示预期破坏也对数字归纳推理的过程产生了影响。字形相同规则不同条件比字形相同规则相同条件诱发了更大波幅的P200和N200成分，反映了更多的注意资源被捕获的过程，以及被试的预期与当前呈现的数字之间的冲突。值得关注的是在实验二中，由于规则变化引起的预期破坏和实验一中由于数值变化所引起的N200在地形分布上是不同的。因此，我们可以得到结论，在数字比较过程中，不论是字形变化还是数值变化都会引起知觉失匹配而非预期破坏加工。 而更大波幅的N400成分在字形不同预期不同条件与字形不同规则相同条件的对比之中发现，反映了数字规则的整合过程。并且，相较于规则不同条件，规则相同条件诱发了更大波幅的LNC成分，代表着对于概念的操作。最后，关于晚期正成分LPC，该成分同时受到知觉失匹配的影响以及预期破坏的影响，代表了工作记忆的更新。 同时，实验二研究了两种冲突同时出现时对数字归纳推理过程产生的影响。结果发现当由于字形变化引起的知觉失匹配冲突和因为规则变化引起的预期破坏冲突同时出现时，在P200和N400时间窗口内与其他三个实验条件存在显著的差异，证明了在这两个时间段内，冲突同时出现时我们是以一种序列而非并行的方式进行加工的。 因此，依据脑电数据的结果，我们可以发现知觉失匹配以及预期破坏对数字归纳推理的过程中的不同认知加工均产生了影响。

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