近紅外神經(jīng)反饋提升個(gè)體沖突適應(yīng)

研究目的：

探索神經(jīng)反饋訓(xùn)練應(yīng)用于沖突適應(yīng)提升的可能性。并通過(guò)利用磁共振成像技術(shù)探索個(gè)體靜息態(tài)下的大腦活動(dòng)在訓(xùn)練前后的改變。

實(shí)驗(yàn)一：

方法：

選取了位于左側(cè)背外側(cè)前額葉上的通道作為左側(cè)實(shí)驗(yàn)組最后神經(jīng)反饋信號(hào)來(lái)源。類(lèi)似的，本研究選取了位于右側(cè)背外側(cè)前額葉上的通道作為右側(cè)實(shí)驗(yàn)組的神經(jīng)反饋信號(hào)來(lái)源。

在前后測(cè)中，采用經(jīng)典的詞色 Stroop 任務(wù)來(lái)測(cè)量個(gè)體沖突適應(yīng)能力。

在神經(jīng)反饋訓(xùn)練中，顯示器中石頭的高度會(huì)按照提前設(shè)定的光極收集到的信號(hào)與高度的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行變化，要求被試想辦法提升石頭高度。一共4次訓(xùn)練，每次2小節(jié)，每小節(jié)10個(gè)試次，每個(gè)試次包含30秒訓(xùn)練和30秒休息。

控制組接受偽神經(jīng)反饋訓(xùn)練，整體流程和實(shí)驗(yàn)組被試一模一樣，同樣被要求努力舉起石頭，唯一的差別在于在接受訓(xùn)練的時(shí)候，石頭的高度并不與其腦活動(dòng)相對(duì)應(yīng)。

結(jié)果：

表1  各個(gè)條件下的平均反應(yīng)時(shí)及其標(biāo)準(zhǔn)差

以反應(yīng)時(shí)為因變量，進(jìn)行多因素重復(fù)測(cè)量方差分析，結(jié)果表明整體的 4 因素交互作用和 3 因素交互作用都不顯著，在兩因素交互上，發(fā)現(xiàn)了當(dāng)前試次一致性和先前試次一致性上的交互作用顯著，這一交互作用證實(shí)了沖突適應(yīng)的存在。同時(shí)發(fā)現(xiàn)了時(shí)間、先前試次一致性和當(dāng)前試次一致性的主效應(yīng)顯著，這說(shuō)明了整體同樣存在訓(xùn)練效應(yīng)以及不一致試次的沖突效應(yīng)。 

圖1  各組沖突適應(yīng)量在訓(xùn)練前后變化，只有左側(cè)低分組在訓(xùn)練后得到了顯著的提升。**p＜0.01

對(duì)前后測(cè)的沖突適應(yīng)效應(yīng)量進(jìn)行兩因素重復(fù)測(cè)量方差分析之后發(fā)現(xiàn)交互作用邊緣顯著，由低分組前后測(cè)成績(jī)的配對(duì)樣本 t 檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練之后的左側(cè)低分實(shí)驗(yàn)組的成績(jī)有了顯著的提高（p = .002），見(jiàn)圖1。

表2  各組每次訓(xùn)練時(shí)Beta值的t檢驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)單樣本 t 檢驗(yàn)分析每次訓(xùn)練中被試是否成功的提升背外側(cè)前額葉的活動(dòng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有左側(cè)組在第四次訓(xùn)練時(shí)沒(méi)有成功提升靶點(diǎn)活動(dòng)，而控制組一直沒(méi)能成功提升背外側(cè)前額葉活動(dòng)。

實(shí)驗(yàn)二：

方法：

選取位于左側(cè)背外側(cè)前額葉上的通道作為最后神經(jīng)反饋信號(hào)來(lái)源。

在前后測(cè)中，采用字母 Flanker 任務(wù)來(lái)測(cè)量個(gè)體沖突適應(yīng)能力。之后用核磁共振掃描被試頭部。

神經(jīng)反饋整體流程和實(shí)驗(yàn)一保持一致。

結(jié)果：

表3  各個(gè)條件下的平均反應(yīng)是及其標(biāo)準(zhǔn)差 

以反應(yīng)時(shí)為因變量，進(jìn)行 多因素重復(fù)測(cè)量方差分析，結(jié)果表明整體的4 因素交互作用和 3 因素交互作用都不顯著，在兩因素交互上，發(fā)現(xiàn)了當(dāng)前試次一致性和先前試次一致性上的交互作用顯著，這一交互作用證實(shí)了沖突適應(yīng)的存在。同時(shí)時(shí)間、先前試次一致性和當(dāng)前試次一致性的主效應(yīng)顯著，這說(shuō)明了整體同樣存在訓(xùn)練效應(yīng)以及不一致試次的沖突效應(yīng)。

圖2   各組沖突適應(yīng)量在訓(xùn)練前后變化，只有實(shí)驗(yàn)低分組在訓(xùn)練后得到了顯著的提升。*p＜0.05

對(duì)前后測(cè)的沖突適應(yīng)效應(yīng)量進(jìn)行 雙因素重復(fù)測(cè)量方差分析沒(méi)有發(fā)現(xiàn)交互作用，因而本研究再次將實(shí)驗(yàn)組區(qū)分為低分組和高分組，而對(duì)前后測(cè)的沖突適應(yīng)效應(yīng)量進(jìn)行雙因素重復(fù)測(cè)量方差分析之后發(fā)現(xiàn)交互作用邊緣顯著，簡(jiǎn)單效應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)訓(xùn)練之后的低分實(shí)驗(yàn)組的成績(jī)有了顯著的提高。整體來(lái)說(shuō)，研究二的行為結(jié)果重復(fù)了研究一的結(jié)論。

表4  各組每次訓(xùn)練時(shí)Beta值的t檢驗(yàn)結(jié)果

通過(guò)單樣本 t 檢驗(yàn)分析每次訓(xùn)練中被試是否成功的提升背外側(cè)前額葉活動(dòng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組一直能穩(wěn)定地提升靶點(diǎn)的活動(dòng)，而控制組一直沒(méi)能成功。

圖3  A:腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)度在訓(xùn)練前后的變化,只有實(shí)驗(yàn)組在訓(xùn)練后得到了顯著的提升

B:腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)和突顯網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接在訓(xùn)練前后的變化,同樣只有實(shí)驗(yàn)組在訓(xùn)練前后顯著地提升了其功能連接強(qiáng)度

以各個(gè)腦網(wǎng)絡(luò)上的功能連接強(qiáng)度為因變量，通過(guò) 兩因素重復(fù)測(cè)量方差分析，只有腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)和突顯網(wǎng)絡(luò)之間的功能連接交互作用顯著，簡(jiǎn)單效應(yīng)發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組在訓(xùn)練后得到了顯著的增強(qiáng)，而對(duì)照組沒(méi)有發(fā)生顯著變化，且訓(xùn)練后實(shí)驗(yàn)組的功能連接強(qiáng)度高于對(duì)照組。

結(jié)論：

（1）基于近紅外設(shè)備進(jìn)行的神經(jīng)反饋訓(xùn)練是可以有效地提升個(gè)體沖突適應(yīng)水平的

（2）神經(jīng)反饋訓(xùn)練的效果存在天花板效應(yīng)，低分組的沖突適應(yīng)提升更顯著；

（3）Stroop 任務(wù)和Flanker 任務(wù)情境，分別反映了左側(cè)背外側(cè)前額葉和沖突適應(yīng)之間存在的因果性關(guān)系和右側(cè)背外側(cè)前額葉和沖突適應(yīng)之間存在因果性的聯(lián)系；

（4）通過(guò)靜息態(tài)磁共振掃描結(jié)果發(fā)現(xiàn)，腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)和突顯網(wǎng)絡(luò)的功能連接及腹側(cè)注意網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的功能連接變化與行為的變化有關(guān)。

 參考文獻(xiàn)： 

唐炎程. (0). 近紅外神經(jīng)反饋提升個(gè)體沖突適應(yīng). (Doctoral dissertation).