 Advances in Psychology 心理学进展, 2013, 3, 48-56 http://dx.doi.org/10.12677/ap.2013.31009 Published Online January 2013 (http://www.hanspub.org/journal/ap.html) Neural Mechanisms of Conflict Adaptation in the Stroop Task: A Review* Dandan Tan g, An tao Chen Key Laboratory of Cognition and Personality (Ministry of Education), School of Psychology, Southwest University, Chongqing Email: xscat@swu.edu.cn Received: Dec. 1st, 2012; revised: Dec. 16th, 2012; accepted: Dec. 28th, 2012 Abstract: In the congruency tasks, e.g., Stroop task, Flanker task, and Simon task, conflict adaptation refers to smaller congruency effects which are indexed by the performance differences between incongruent and congruent trials following incongruent compared with congruent trials. This paper introduces the neural mechanisms of conflict adaptation in the Stroop task. The event-related potentials (ERPs) studies demonstrate that the N450 is mainly correlated with conflict monitoring; the conflict sustained potential (SP) is mainly related to conflict resolution. The time-frequency analysis displays that the increased magnitude of theta-band (4 - 7 Hz) may index conflict adaptation. Some functional magnetic resonance imaging (fMRI) studies reveal that anterior cingulate cortex (ACC) and (dorsolateral prefrontal cortex) DLPFC play important roles in the processes of conflict monitoring and control implemention. New progresses are discussed in the studies of neural mechanisms of conflict adaptation at last. Keywords: Stroop Task; Conflict Monitoring Theory; Conflict Adaptation; Event-Related Potentials (ERPs); Time-Frequency Analysis; Functional Magnetic Resonance Imaging (fMRI) Stroop 任务中冲突适应的神经机制述评* 唐丹丹，陈安涛 西南大学心理学部，认知与人格教育部重点实验室，重庆 Email: xscat@swu.edu.cn 收稿日期：2012 年12 月1日；修回日期：2012 年12月16 日；录用日期：2012 年12月28日 摘 要：在一致性任务中，如 Stroop任务、Flanker 任务和 Simon 任务，冲突适应表现为不一致试次 之后的一致性效应(不一致试次与一致试次的行为差异)显著地小于一致试次之后的一致性效应。本文 以Stroop 任务为例，介绍冲突适应的神经机制。事件相关电位研究显示，N450的波幅调整与大脑对 冲突的监测有关，持续电位(sustained potential, SP)的波幅调整与冲突解决有关。时频分析显示，大脑 θ频带(theta-band, 4~7 Hz)的能量增加可能与冲突适应有关。功能磁共振研究显示，前扣带回(anterior cingulate cortex, ACC)和背外侧前额叶(dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC)分别在冲突监测和冲突控 制过程中扮演着重要角色。最后，该文介绍了冲突适应及其神经机制研究的新进展。 关键词：Stroop 任务；冲突监测理论；冲突适应；事件相关电位；时频分析；功能磁共振 1. 引言 当人们面临困难或干扰时，大脑可以根据先前的 经验，有效地利用认知资源来解决困难或排除干扰， 从而优化当前的行为(Miller & Cohen, 2001)。这种现 象类似于认知控制中的冲突适应(Gratton, Coles, & *资助信息：国家自然科学基金(批准号：31170980 和81271477)和 中央高校基本科研业务费专项资金(批准号：SWU1009001)资助项 目。 Copyright © 2013 Hanspub 48  Stroop 任务中冲突适应的神经机制述评 Donchin, 1992)，它最早由 Gratton等人采用 Flanker 任务发现。此后，在其它的干扰任务中，研究者也观 察到了显着的冲突适应(Egner, 2007)。Stroop 任务是冲 突适应研究领域中使用最广泛的任务之一，该文主要 以Stroop 任务为例，介绍冲突适应的神经机制。在经 典的 Stroop 任务(Stroop, 1935)中，个体需要命名字的 墨水颜色同时忽略字的意义。在一致条件(简称C或c 条件)下，字的颜色和意义相同(如，用红色打印的“红” 字)；在不一致条件(简称I或i条件)下，字的颜色和 意义不同(如，用红色打印的“绿”字)。Stroop 干扰 效应(一致性效应)即不一致条件与一致条件的反应时 (错误率)之差(综述详见MacLeod, 1991)，表现为不一 致条件的反应时比一致条件的反应时更长、错误率更 高。研究发现，一致性效应受到先前试次中冲突水平 的调节：不一致条件之后的一致性效应显著地小于一 致条件之后的一致性效应，表现出冲突适应(Botvinick, Braver, Barch, Carter, & Cohen, 2001)。 冲突适应是支持冲突监测理论(conflict monitor- ing theory)的关键性实验证据(Botvinick et al., 2001; Botvinick, Cohen, & Carter, 2004; Botvinick, Nystrom, Fissell, Carter, & Cohen, 1999)。冲突监测理论认为， 冲突适应是源于认知系统对冲突的调节，这种调节是 通过自上而下的认知加工来实现的。具体表现为大脑 在先前试次中，监测到冲突出现的信息，从而在下一 试次出现之前调整认知资源，以便在下一试次中对冲 突进行更好的控制；反之，如果在先前试次中不出现 冲突信息，大脑便不能在下一试次出现之前调整认知 资源，那么在下一试次中对冲突的控制更差。所以， 在行为上表现出对冲突的适应(Botvinick et al., 2001; Botvinick et al., 2004; Botvinick et al., 1999)。研究 者根 据先前试次和当前试次的一致性，将 C条件和I条件 进一步划分为cC、iC、cI 和iI 条件：iC 条件被界定 为跟随在不一致条件之后的一致条件；iI 条件被界定 为跟随在不一致条件之后的不一致条件；cC条件被界 定为跟随在一致条件之后的一致条件；cI条件被界定 为跟随在一致条件之后的不一致条件。在行为上，冲 突适应的计算公式为：[cI-cC] − [iI-iC] (Botvinick et al., 1999; Nieuwenhuis et al., 2006; Stürmer, Leuthold, Soetens, Schröter, & Sommer, 2002)，具体表现为[cI-cC] 显著大于[iI-iC]。 近年来的认知神经科学研究为冲突适应提供了 更直接的神经生理学上的实验证据。根据冲突监测理 论，大脑在先前的不一致条件下监测到冲突信息，并 提前进行认知资源的调整，使更多的资源被调用到下 一试次中，所以下一试次中的干扰效应更小。在先前 的一致条件下，个体无法在当前试次之前监测到冲突 信息，所以下一试次中的干扰效应更大。这得到了认 知神经领域上的研究结果的证实。 2. 事件相关电位( Eve n t-Relate d Poten tia ls , ERPs)研究 ERP 研究发现，Stroop 任务引发了两种特异性的 ERP 成分：与冲突监测有关的ERP 成分主要是 N450， 与冲突解决有关的ERP 成分主要是持续电位 (sustained potential, SP) (Chen, Bailey, Tiernan, & West, 2011; Clayson & Larson, 2011a, 2011b; Donohue, Liotti, Perez, & Woldorff, 2011; Larson, Kaufman, & Perlstein, 2009a, 2009b)。 N450 主要出现在两个脑区：大脑的中前区(fronto- central region)和外侧前额叶(lateral prefrontal cortex)。 它的极性有两个特点：1) 中前区的极性为负，即不一 致条件的波幅比一致条件的波幅更负；2) 外侧前额叶 的极性发生倒转，即不一致条件的波幅比一致条件的 波幅更正(Liotti, Woldorff, Perez III, & Mayberg, 2000; West & Alain, 1999, 2000; West, Jakubek, Wymbs, Perry, & Moore, 2005)。N450 的峰值大约出现在刺激呈现后 400~500 ms，并且 N450 具有任务特异性，主要在 Stroop 任务中扮演冲突监测的角色(West, Bowry, & McConville, 2004; West et al., 2005)。另外，和C试次 所诱发的N450 波幅相比，包含反应冲突和非反应冲 突(刺激冲突)的试次都能诱发更大的波幅(Appelbaum, Meyerhoff, & Woldorff, 2009; Chen et al., 2011; van Veen & Carter, 2002; West & Alain, 1999; West et al., 2004)。说 明N450 的波幅对 Stroop 任务中的反应冲突 和非反应冲突都较敏感(West et al., 2004)。有研究发 现，N450 的波幅受到一致试次和不一致试 次比例的 影响。当采用大比例的一致试次时(70%一致和30 %不 一致)，任务中的冲突更大，干扰更强，N450 的波幅 更大(West & Alain, 2000)，这进一步说明N450 与冲突 的监测有关。 Copyright © 2013 Hanspub 49  Stroop 任务中冲突适应的神经机制述评 West 等(2005)利用 ERP 技术考察了冲突加工的神 经机制，他们发现在词–色 Stroop 任务、计数 Stroop (counting Stroop)任务和数字距离(digit-location)任务 中，不一致条件的 N450 波幅比一致条件的波幅更负。 说明在 Stroop-like 任务中，大脑能监测到不一致条件 中的冲突信息。但他们没有研究冲突适应，不能考察 N450 在冲突适应过程中的神经功能。而 Larson 等 (2009b)研究了 Stroop 任务中冲突适应的神经机制，他 们对反应时的差异(cI-iI)和N450 波幅的差异(cI-iI)求 相关。结果显示相关不显著，表明 N450 对先前试次 的影响不敏感，不能反应冲突适应。他们据此推论 N450 可能只与当前试次的冲突监测加工有关，不受 先前试次中的冲突环境的影响。以脑损伤病人和正常 成人为被试，这一结论在另外他们的两个研究中得到 了证实(Larson, Farrer, & Clayson, 2011; Larson et al., 2009a)。 ERP 的偶极子源定位结果显示，前扣带回(anterior cingulate cortex, ACC)或者前部额叶皮质(anterior frontal cortex)是N450 成分的神经发生源(Chen et al., 2011; Markela-Lerenc et al., 2004; West, 2003; West et al., 2004; West, Choi, & Travers, 2010)。而功能磁共振 (functional magnetic resonance imaging, fMRI)的研究 结果显示，ACC 或前部额叶皮质在冲突监测上扮演着 重要角色(Forster, Carter, Cohen, & Cho, 2011; Grin- band et al., 2010; Kerns et al., 2004; Mitchell, 2010)。特 别是 ACC，它能根据先前试次中监测到的冲突信息， 在当前试次出现之前发出信息给背外侧前额叶(dorsal lateral prefrontal cortex, DLPFC)，使之调整认知资源， 实施对冲突的控制。由此，我们认为，之所以Larson 等的实验数据不能证明N450 波幅的变化对应着被试 根据先前试次的一致性调整了认知资源，可能是由于 在他们的实验中采用了大比例的一致试次(如，一致试 次占 75%，不一致试次占 25 %)。这样的设计放大了 整个任务中的冲突，导致 cI 和iI 条件中 N450的波幅 都较大，所以cI 和iI 条件的N450 波幅差异小，反应 时的差异(cI-iI)和N450 波幅的差异(cI-iI)的相关性减 小。如果一致试次和不一致试次的比例相等，那么任 务中的冲突既不被放大也不被缩小，冲突监测加工将 更加纯净，可能N450 的波幅变化就能够反映出大脑 (根据先前试次的冲突环境)对认知资源的调整。 SP 是持续性的中顶区(parieto-central region)的正 波、外侧前额叶的负波。它的极性也有两个特点：1) 在 中顶区，不一致条件的波幅比一致条件的波幅更正； 2) 在外侧前额叶，不一致条件的波幅比一致条件的波 幅更负。在 Stroop 任务中，它通常出现在 N450之后， 大约从 500 ms一直持续到1200 ms (Chen et al., 2011; Donohue et al., 2011; Liotti et al., 2000; West, 2003; West & Alain, 2000)。尽管对SP 的神经变化特征还未 达成共识，但研究显示，SP也是Stroop 任务中的特 异性的 ERP 成分(West et al., 2004; West et al., 2010; West et al., 2005)，并且可能在任务中扮演着不同的角 色。West 等(2004)认为，SP 的波幅调整与反应准备有 关；也有研究证实SP 的波幅调整与冲突加工(Liotti et al., 2000; Perlstein, Larson, Dotson, & Kelly, 2006; West, 2003; West & Alain, 2000)或者反应选择(West et al., 2005)有关。另外的研究发现，在正确的一致试次或错 误试次中的 SP 波幅更负，在正确的不一致试次中的 SP 波幅更正，这可能说明 SP 扮演着冲突解决的角色 (Chen et al., 2011; Donohue et al., 2011; West, 2003)。 近来的研究证实，刺激诱发的中顶区 SP 与Stroop 任务中的冲突适应有关(Larson et al., 2009b)。Larson 等(2009b)的研究显示，中顶区的 SP 波幅在 cI、iI、iC 和cC 条件下呈逐渐减小的趋势。作者认为，SP 的波 幅受到先前试次中的冲突影响。在当前的 I条件下， 为了有效地完成一个任务，被试需要利用先前试次的 冲突信息来解决当前试次的冲突，并且冲突的解决可 能是通过反应的选择来实现的。这和West 等的研究 一致，他们的研究显示，SP 和整体的反应时和正确率 都有关，说明SP 与反应选择有关(West et al., 2005)。 尽管目前对 SP 的神经触发源还不清楚，但许多研究 显示，它的神经源定位于外侧前额叶和后顶叶 (posterior parietal cortex, PPC) (Chen et al., 2011; Hanslmayr et al., 2008; West, 2003; West et al., 2010)。 由于 ERP 的空间分辨率低，不同的研究对其精细的神 经发生源并没有达成共识，今后的研究或许可以采用 经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation, TMS)或 fMRI 对SP 进行更精确的空间定位。 综上所述，虽然已经证实 N450在冲突监测中起 着重要的作用，但中前区的N450 和前额叶的N450 的功能意义可能是不同的。由于反应准备和反应冲突 Copyright © 2013 Hanspub 50  Stroop 任务中冲突适应的神经机制述评 通常会导致中前区大脑皮质的激活，如ACC 的激活 (Zysset, Müller, Lohmann, & Von Cramon, 2001)，那么 中前区的N450 可能与反应冲突的监测有关。同时， 由于 N450 的波幅调整可以反映大脑对反应冲突和非 反应冲突的监测，那么前额叶的 N450可能与非反应 冲突或这两种形式的冲突监测都有关。所以，将来的 研究可以考察不同脑区的 N450所监测的冲突类型， 以使研究者对它的神经功能意义有更准确的理解。另 外，由于 PPC 所诱发的SP 可能与大脑对即将出现的 冲突准备有关，主要在冲突的调节特别是动机的反应 准备中起作用(Barch et al., 2001; Casey et al., 2000; Fan, Flombaum, McCandliss, Thomas, & Posner, 2003; Iyer, Lindner, Kagan, & Andersen, 2010; Liston, Mata- lon, Hare, Davidson, & Casey, 2006; Milham, Banich, Claus, & Cohen, 2003; Roelofs, van Turennout, & Coles, 2006)，那么，该文认为在先前试次中，大脑可能将监 测到冲突信号传递给 PPC，PPC 再对冲突进行控制， 以适应当前的冲突情景，在行为上表现出冲突适应。 但目前还没有 ERP 研究考察中前区和 PPC 之间的关 系。今后的研究或许可以直接计算 N450和后顶部SP 波幅的相关，以完善冲突监测理论。 3. 时频分析 虽然 ERP 研究结果能为冲突适应提供高精度的 时间变化上的证据，但是ERP 仅仅是对脑电(electro- encephalography, EEG)数据在时域(time-domain，时 间 维度)上进行叠加平均，通过这种方式获得的 ERP 波 形也只是锁时和锁相的(time- and phase-locked) (Cohen, 2011)。由于大脑的神经电活动是振荡的(oscil- latory) 、非锁相的(non-phase-locked)事件，那么刺激 的呈现将诱发连续振荡的EEG 活动。这些EEG 活动 反映了神经元节律性的兴奋或抑制，而特定的神经元 节律性的兴奋或抑制则反映了特定的认知加工 (Tiesinga, Fellous, & Sejnowski, 2008; Wang, 2010)。所 以，如果只在时域上对EEG 数据进行叠加平均，那 么许多与认知相关的信息将丢失(Makeig, Debener, Onton, & Delorme, 2004)。近年来，采用时频分析(time- frequency analysis)方法可以在时频域(time-frequen- cy-domain，时间和频率维度)上展现多维度的EEG 信 息，包括时间、频率(振荡的速度)、能量(在特定时间 点和特定频带的相对能量)、相位(振荡的位置沿着正 弦波，这种正弦波被神经元的兴奋性或抑制性状态所 诱发)(Cohen, 2011; Makeig et al., 2004)。这些与认知加 工相关的信息通常反映在特定的频带上，以短时间内 EEG 能量的增加(event-related synchronization, ERS, 事件相关同步性)或减少(event-related desynchroniza- tion，ERD，事件相关异步性)的形式展现出来。不同 频带的 ERS 和ERD即反映了大脑皮层的激活或抑制 机制(Pfurtscheller & Lopes da Silva, 1999)。 对EEG 数据进行时频分析发现，大脑中前区、 外侧前额叶和感觉运动区(sensory-motor areas)的θ频 带(theta-band, 4~7 Hz)的ERS 可能与冲突适应有关 (Cavanagh, Cohen, & Allen, 2009; Cavanagh, Frank, Klein, & Allen, 2010; Cohen, 2011; Cohen & Cavanagh, 2011; Cohen, Ridderinkhof, Haupt, Elger, & Fell, 2008; Hanslmayr et al., 2008)。并且比起一致试次或正确反应 的试次，正确的不一致试次或反应错误的试次都能诱 发更强的中前区θ频带的 ERS。所以，θ频带的 ERS 即反映了大脑的对冲突或错误的监测。θ频带的ERS 越大，大脑的激活状态越高(Botvinick et al., 2004; Cavanagh et al., 2009; Luu, Tucker, & Makeig, 2004; Trujillo & Allen, 2007)。研究发现，θ频带的激活主要 源于海马(hippocampus)、前额叶(Raghavachari et al., 2006)和ACC(Tsujimoto, Shimazu, & Isomura, 2006; Wang, Ulbert, Schomer, Marinkovic, & Halgren, 2005; Womelsdorf et al., 2007)。Hanslmayr 等(2008)采用 Stroop 任务发现，在 400~500 ms，ACC 产生的θ频带 的能量随着任务中干扰的增加而增加；在600~800 ms，不一致条件的 ACC 和左侧 PFC 的相位连通性比 一致条件和中性条件更持久。这说明Stroop 任务中的 干扰出现在刺激呈现后 400~500 ms，主要激活了 ACC；随后(600~800 ms)，θ频带受到持续性的激活， 大脑通过 ACC-PFC 环路调用至上而下的认知控制机 制以解决冲突。所以，θ频带的能量增长可能与中央 执行系统的冲突加工有关，主要涉及到冲突监测和反 应冲突的解决。这得到了很多研究的证实(Cavanagh, Zambrano-Vazquez, & Allen, 2011; Cohen & Cavanagh, 2011)，也一致于冲突监测理论。 综上所述，目前在时频域上考察冲突适应的研究 还很少。由于时频域上展现的信息更真实地反映了大 Copyright © 2013 Hanspub 51  Stroop 任务中冲突适应的神经机制述评 脑处理信息的神经变化过程，所以，今后的研究除了 在时域上展现冲突适应的时间变化过程外，还可以对 EEG 数据进行时频转换，即采用连续小波变换 (continuous wavelet transform, CWT; Morlet wavelet transform, MWT) (Peng, Hu, Zhang, & Hu, 2012)或窗 口傅里叶变换(windowed Fourier transform, WFT) (Zhang, Hu, Hung, Mouraux, & Iannetti, 2012)，在时频 域上展现冲突适应的大脑振荡过程。也可以将时域和 时频域上的结果进行对比分析，以对冲突监测理论关 于冲突适应的神经机制的解释起补充作用。 4. fMRI研究 冲突适应的 fMRI 研究结果为冲突监测理论提供 了高空间分辨率的证据(Botvinick et al., 2004; Carter et al., 1998; Kerns, 2006; Matsumoto & Tanaka, 2004; Yeung, Botvinick, & Cohen, 2004)。研究发现，大脑的 冲突监测结构 ACC和大脑冲突解决的结构 DLPFC 的 共同作用导致了冲突适应(di Pellegrino, Ciaramelli, & Ladavas, 2007; Egner & Hirsch, 2005a, 2005b; Floden, Vallesi, & Stuss, 2011; Kerns et al., 2004; Liston et al., 2006; Silton et al., 2010)。冲突监测理论认为，大脑中 存在着从 ACC到DLPFC的信息传递环路(Nee, Wager, & Jonides, 2007; Wang et al., 2010)。先前试次中的冲突 信息被 ACC 监测到，ACC 再将监测到的冲突信号传 递给负责冲突控制的脑区 DLPFC，DLPFC 接收到该 信息后，调整认知资源使大脑在当前试出现之前便处 于积极的准备状态。在当前试次中如果出现冲突，大 脑就能对冲突进行更好的控制，从而提升当前试次的 行为表现(Kerns et al., 2004; Matsumoto & Tanaka, 2004; van Veen & Carter, 2006)。 Kerns 等人(2004)采用 Stroop任务并且控制了重 复启动效应之后，发现ACC 与冲突相关的激活在很 大程度上预测了 DLPFC的激活和冲突适应的大小。 这就直接说明了 ACC-DLPFC冲突监控环路在冲突适 应中的作用。但在 Kerns 等人(2004)之前，没有直接 的证据证明 ACC 与冲突相关的激活预测了随后的神 经上的或行为上的适应效应。近来的研究发现，人类 的背侧前扣带回(dorsal-ACC, dACC)神经元对冲突适 应有调节作用(Sheth et al., 2012)。他们采用 fMRI 和单 神经元记录技术，考察正常成人被试在完成多溯源干 扰任务(Multi-Source Interference Task, MSIT, 即 Stroop-like 任务)时的神经机制。结果表明，单个 dACC 神经元的放电反映了当前和先前的认知负荷(冲突)， 并且当前试次和先前试次的dACC的激活调整产生了 行为上的冲突适应。此外，当用外科手术定向切除 dACC后，行为上的冲突适应完全消失。所以作者认 为dACC 的激活可以反映大脑对冲突的监测，并且可 以根据 dACC 的激活情况预测被试未来的行为反应。 另外的研究以药物滥用和精神分裂症患者为被 试，研究 ACC 和DLPFC在冲突适应中的交互作用机 制。如(Salo, Ursu, Buonocore, Leamon, & Carter, 2009) 以正常成人(控制组)和甲基苯丙胺(Methamphetamine, MA)滥用的病人(实验组)为被试，考察药物滥用病人 在完成 Stroop 任务中的行为表现和大脑激活情况。结 果发现，在 ACC 的激活差异(I-C)上，两组被试没有 显著差异。作者认为ACC 的功能可能不受MA滥用 的影响，MA 滥用被试仍然能和控制组被试同等程度 地监测到冲突。然后他们比较了DLPFC 的激活在 iI 和cI 条件中的差异(iI-cI 反映了执行控制能力)。结果 发现控制组被试的差异显著大于实验组被试的差异， 而且实验组被试几乎没有出现 DLPFC 的激活。这说 明MA 滥用导致了异常的 DLPFC的激活，虽然实验 组被试能监测到冲突，但是他们的执行控制能力受 损。那么，尽管在先前试次中大脑监测到冲突信息， 但在当前试次再次出现冲突信号时，由于 MA 滥用病 人出现了行为调整的缺失，所以不能对当前的冲突实 施有效的控制，也就不能表现出冲突适应。 也有研究采用Stroop 任务，考察精神分裂症患者 和正常成人被试的执行控制能力(冲突监测、冲突解 决)。结果发现：在行为上，精神分裂症患者没有表现 出冲突适应；在神经激活上，尽管 ACC 的激活减少， 但DLPFC 的激活不受影响，说明认知控制功能的损 伤源于 ACC 冲突监测功能的损伤(Kerns et al., 2005; Kopp & Rist, 1999)。一方面，这些结果和MA 滥用病 人的结果相反，可能是由于被试差异造成的。另一方 面，所有病人都没有在行为上表现出冲突适应，也没 有出现 ACC 和DLPFC的共同激活，排除被试差异因 素后，这些结果说明 ACC和DLPFC之间的共同作用 导致了冲突适应。 Egner (2011) 采用人脸–单词Stroop 任务考察冲 Copyright © 2013 Hanspub 52  Stroop 任务中冲突适应的神经机制述评 突适应的神经机制。结果发现，腹外侧前额叶 (ventrolateral prefrontal cortex, vlPFC) 在冲突诱发的 行为的调节中起作用。作者认为 vlPFC 在冲突控制中 起着首要的作用，当控制未成功时，DLPFC 可以起到 补充的作用。我们认为，Egner 并没有否认DLPFC 的 控制作用，而是对 DLPFC的控制作用进行了扩充。 因为 Egner 采用的是人脸–单词Stroop任务，人们对 人脸的加工是特异化的(Kanwisher, 2000; Kanwisher, McDermott, & Chun, 1997)，主要涉及到纹状体区域 (fusiform face area, FFA)对人脸的早期知觉加工，而 DLPFC 和vlPFC 都属于前额叶的高级脑区，大脑可能 对冲突信号首先进行粗略的加工，然后再进行精细的 控制。所以，可能解决人脸-单词 Stroop 冲突涉及到 更复杂的认知控制过程。这一推测还需要进一步验 证，今后的研究应该更多的采用不同的冲突任务，考 察被试完成不同任务时所激活的脑区之间的差异。 5. 其它冲突任务中的冲突适应 在近来的一项 ERP研究中(Clayson & Larson, 2011a)，Claysona 和Larson 采用一致试次和不一致试 次的比例接近 1:1的箭头 Flanker 任务，以 N2 和P3 为ERP 指标来考察试次之间的冲突适应。在排除了重 复启动效应(Mayr, Awh, & Laurey, 2003)之后，行为数 据(反应时和正确率)和ERP (N2和P3 波幅)数据都显 示了稳定的冲突适应，并且不一致条件的 N2、P3 波 幅都与不一致条件的反应时有显著的相关。这些结果 说明在 Flanker 任务中，N2波幅受到先前试次一致性 的影响，其波幅的调整反映了大脑对冲突的监测(综述 详见 Folstein & Van Petten, 2008)，这和Stroop 任务中 的N450的神经功能意义相似。并且大脑能根据先前 试次的一致性，通过至上而下的认知控制来调整认知 资源(Danielmeier, Wessel, Steinhauser, & Ullsperger, 2009; Forster et al., 2011)，所以在下一试次中表现出行 为上的适应(Freitas, Banai, & Clark, 2009)。 P3的波幅 也敏感于先前试次的一致性(Correa, Rao, & Nobre, 2009)，说明 P3 波幅反应了大脑调用注意资源以提升 认知控制加工(综述详见 Polich, 2007)，在冲突适应的 过程中，其波幅调整反应了大脑执行控制的过程。所 以，在 Flanker 任务中，N2 和P3 的波幅调整能够反 映出冲突适应的神经动态过程。将来的研究如果采用 Flanker 任务考察冲突适应的神经机制，研究者可以考 虑选择 N2 和P3作为 ERP 指标。 在时频域上，Cohen 和Cavanagh (2011)采用字母 Flanker任务考察前额叶的θ振荡在反应冲突解决中的 角色。通过对时频 EEG 数据的单试次(single-trial)多 重回归分析发现，中前区–外侧前额叶的θ频带的 ERS 与冲突加工有关；并且中前区和外侧前额叶的功 能连通性越强，冲突条件的干扰越小，更容易在行为 上表现出冲突适应。这表明在冲突任务中，θ频带的 能量变化反映了大脑调用认知资源，执行对冲突的控 制，这得到了(Nigbur, Ivanova, & Stürmer, 2011)的实验 结果的证实。他们联合了 Simon 任务、flanker任务和 Go-NoGo任务考察是否中前部 θ频带的能量变化与冲 突监测有关。结果显示：在三种冲突任务中，θ频带 的能量在干扰条件下都显著增加(ERS 增强)。源定位 显示，ACC 和前辅助运动区(pre-supplementary motor areas, pre-SMA)是θ频带的神经触发源。这可能也说 明θ频带的能量变化与任务类型无关，即反映了独立 于任务之外的冲突监测。 6. 回顾与展望 该文主要以Stroop 任务为例，简述了冲突适应的 神经机制：1) 在时域上，N450 和SP 分别与冲突监测 和冲突解决有关。2) 在时频域上，大脑中前部 θ频带 (4~7 Hz)的ERS 可能反映了冲突适应。3) fMRI研究 结果显示，ACC的激活反映了大脑对冲突的监测， DLPFC 的激活反映了大脑对冲突的控制。在其它冲突 任务中研究冲突适应及其神经机制，参看Egner (2007)、Mansouri, Tanaka和Buckley (2009)、Carter 和Van Veen (2007)和Cohen (2011)的综述。尽管目前 的研究结果有利于我们理解冲突适应及其神经机制， 但现有研究在实验范式和数据分析方法上还存一些 局限。因此，该文对今后的进一步研究提出如下三点 建议： 1) 采用新的实验范式来研究冲突适应。由于冲突 适应受到特征重复启动的影响，但排除了重复之后， 在连续的试次之间总是反应改变的，这种反应改变可 能会引进反应转换效应(Franke, Reuter, Breddin, & Kathmann, 2009; Kenner et al., 2010; Reuter, Philipp, Koch, & Kathmann, 2006)。由于反应转换效应在一致 Copyright © 2013 Hanspub 53  Stroop 任务中冲突适应的神经机制述评 条件和不一致条件的作用是不对等的，那么去掉反应 重复试次后将不利于解决当前试次的冲突，从而掩盖 冲突适应。因此，要获得纯净的冲突适应，除了要排 除重复启动效应和负启动效应外，还应该排除反应转 换效应。唐丹丹、刘培朵和陈安涛(2012)在Stroop 任 务中设计了冲突观察实验范式。该范式包括两种任 务：冲突观察任务(观察Stroop 颜色字，但不做反应) 和手动反应任务(观察Stroop 颜色字，并且做反应)。 他们在当前试次中得到了稳定的冲突适应，说明冲突 观察能够诱发冲突适应。这种实验范式采用的是标准 的Stroop 任务，在其它的冲突任务中，如Flanker任 务(唐丹丹和陈安涛，2012)和Simon 任务，该范式可 能同样适用。 2) 考察试次之内(within trial)的冲突适应及其神 经机制，以拓宽冲突适应的研究思路。根据冲突监测 理论，目前对冲突适应的研究主要集中在考察试次之 间(trial-by-trial)的冲突的调整。而在同一个试次之内， 认知控制也可能同时诱发冲突监测和冲突控制的加 工，从而出现冲突适应。所以，如果采用 EEG技术， 研究者能在同一试次中先后得到与冲突监测有关的 ERP 成分(如，N2 和N450)和与冲突控制有关的成分 (如，SP)的差异[cI-cC]-[iI-iC]，这便证明冲突适应能 发生在试次之内。 3) 拓宽数据分析思路。在 EEG 研究中采用时频 域上的数据分析方法，进一步探索冲突适应的神经机 制以形成更系统的理论解释。采用时频分析对EEG 数据进行时频转换，能够在时频域上清晰地展现冲突 适应的神经振荡过程。因为这种方法能更全面的利用 大脑执行认知控制的信息，所以时频域上的研究结果 可能会对冲突适应的研究提供更具说服力的证据。 参考文献 (References) 唐丹丹, 刘培朵, 陈安涛(2012). 冲突观察能诱发 冲突适应. 心理 学报, 44 期, 295-303. 唐丹丹, 陈安涛(2012). 冲突观察所诱发的冲突适应: ERP研究. 中 国科学：生命科学, 42 期, 1110-1117. 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