近紅外神經(jīng)反饋提升個體沖突適應

研究目的：

探索神經(jīng)反饋訓練應用于沖突適應提升的可能性。并通過利用磁共振成像技術探索個體靜息態(tài)下的大腦活動在訓練前后的改變。

實驗一：

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)實驗組最后神經(jīng)反饋信號來源。類似的，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)實驗組的神經(jīng)反饋信號來源。

在前后測中，采用經(jīng)典的詞色 Stroop 任務來測量個體沖突適應能力。

在神經(jīng)反饋訓練中，顯示器中石頭的高度會按照提前設定的光極收集到的信號與高度的對應關系進行變化，要求被試想辦法提升石頭高度。一共4次訓練，每次2小節(jié)，每小節(jié)10個試次，每個試次包含30秒訓練和30秒休息。

控制組接受偽神經(jīng)反饋訓練，整體流程和實驗組被試一模一樣，同樣被要求努力舉起石頭，唯一的差別在于在接受訓練的時候，石頭的高度并不與其腦活動相對應。

結(jié)果：

表1  各個條件下的平均反應時及其標準差

以反應時為因變量，進行多因素重復測量方差分析，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，這一交互作用證實了沖突適應的存在。同時發(fā)現(xiàn)了時間、先前試次一致性和當前試次一致性的主效應顯著，這說明了整體同樣存在訓練效應以及不一致試次的沖突效應。 

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

對前后測的沖突適應效應量進行兩因素重復測量方差分析之后發(fā)現(xiàn)交互作用邊緣顯著，由低分組前后測成績的配對樣本 t 檢驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過訓練之后的左側(cè)低分實驗組的成績有了顯著的提高（p = .002），見圖1。

表2  各組每次訓練時Beta值的t檢驗結(jié)果

通過單樣本 t 檢驗分析每次訓練中被試是否成功的提升背外側(cè)前額葉的活動。結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有左側(cè)組在第四次訓練時沒有成功提升靶點活動，而控制組一直沒能成功提升背外側(cè)前額葉活動。

實驗二：

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)反饋信號來源。

在前后測中，采用字母 Flanker 任務來測量個體沖突適應能力。之后用核磁共振掃描被試頭部。

神經(jīng)反饋整體流程和實驗一保持一致。

結(jié)果：

表3  各個條件下的平均反應是及其標準差 

以反應時為因變量，進行 多因素重復測量方差分析，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，這一交互作用證實了沖突適應的存在。同時時間、先前試次一致性和當前試次一致性的主效應顯著，這說明了整體同樣存在訓練效應以及不一致試次的沖突效應。

圖2   各組沖突適應量在訓練前后變化，只有實驗低分組在訓練后得到了顯著的提升。*p＜0.05

對前后測的沖突適應效應量進行 雙因素重復測量方差分析沒有發(fā)現(xiàn)交互作用，因而本研究再次將實驗組區(qū)分為低分組和高分組，而對前后測的沖突適應效應量進行雙因素重復測量方差分析之后發(fā)現(xiàn)交互作用邊緣顯著，簡單效應分析發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過訓練之后的低分實驗組的成績有了顯著的提高。整體來說，研究二的行為結(jié)果重復了研究一的結(jié)論。

表4  各組每次訓練時Beta值的t檢驗結(jié)果

通過單樣本 t 檢驗分析每次訓練中被試是否成功的提升背外側(cè)前額葉活動。結(jié)果發(fā)現(xiàn)實驗組一直能穩(wěn)定地提升靶點的活動，而控制組一直沒能成功。

圖3  A:腹側(cè)注意網(wǎng)絡節(jié)點度在訓練前后的變化,只有實驗組在訓練后得到了顯著的提升

B:腹側(cè)注意網(wǎng)絡和突顯網(wǎng)絡之間的功能連接在訓練前后的變化,同樣只有實驗組在訓練前后顯著地提升了其功能連接強度

以各個腦網(wǎng)絡上的功能連接強度為因變量，通過 兩因素重復測量方差分析，只有腹側(cè)注意網(wǎng)絡和突顯網(wǎng)絡之間的功能連接交互作用顯著，簡單效應發(fā)現(xiàn)實驗組在訓練后得到了顯著的增強，而對照組沒有發(fā)生顯著變化，且訓練后實驗組的功能連接強度高于對照組。

結(jié)論：

（1）基于近紅外設備進行的神經(jīng)反饋訓練是可以有效地提升個體沖突適應水平的

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

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

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

 參考文獻： 

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