近红外神经反馈提升个体冲突适应

研究目的：

探索神经反馈训练应用于冲突适应提升的可能性。并通过利用磁共振成像技术探索个体静息态下的大脑活动在训练前后的改变。

实验一：

方法：

选取了位于左侧背外侧前额叶上的通道作为左侧实验组最后神经反馈信号来源。类似的，本研究选取了位于右侧背外侧前额叶上的通道作为右侧实验组的神经反馈信号来源。

在前后测中，采用经典的词色 Stroop 任务来测量个体冲突适应能力。

在神经反馈训练中，显示器中石头的高度会按照提前设定的光极收集到的信号与高度的对应关系进行变化，要求被试想办法提升石头高度。一共4次训练，每次2小节，每小节10个试次，每个试次包含30秒训练和30秒休息。

控制组接受伪神经反馈训练，整体流程和实验组被试一模一样，同样被要求努力举起石头，唯一的差别在于在接受训练的时候，石头的高度并不与其脑活动相对应。

结果：

表1  各个条件下的平均反应时及其标准差

以反应时为因变量，进行多因素重复测量方差分析，结果表明整体的 4 因素交互作用和 3 因素交互作用都不显著，在两因素交互上，发现了当前试次一致性和先前试次一致性上的交互作用显著，这一交互作用证实了冲突适应的存在。同时发现了时间、先前试次一致性和当前试次一致性的主效应显著，这说明了整体同样存在训练效应以及不一致试次的冲突效应。 

图1  各组冲突适应量在训练前后变化，只有左侧低分组在训练后得到了显著的提升。**p＜0.01

对前后测的冲突适应效应量进行两因素重复测量方差分析之后发现交互作用边缘显著，由低分组前后测成绩的配对样本 t 检验发现，经过训练之后的左侧低分实验组的成绩有了显著的提高（p = .002），见图1。

表2  各组每次训练时Beta值的t检验结果

通过单样本 t 检验分析每次训练中被试是否成功的提升背外侧前额叶的活动。结果发现只有左侧组在第四次训练时没有成功提升靶点活动，而控制组一直没能成功提升背外侧前额叶活动。

实验二：

方法：

选取位于左侧背外侧前额叶上的通道作为最后神经反馈信号来源。

在前后测中，采用字母 Flanker 任务来测量个体冲突适应能力。之后用核磁共振扫描被试头部。

神经反馈整体流程和实验一保持一致。

结果：

表3  各个条件下的平均反应是及其标准差 

以反应时为因变量，进行 多因素重复测量方差分析，结果表明整体的4 因素交互作用和 3 因素交互作用都不显著，在两因素交互上，发现了当前试次一致性和先前试次一致性上的交互作用显著，这一交互作用证实了冲突适应的存在。同时时间、先前试次一致性和当前试次一致性的主效应显著，这说明了整体同样存在训练效应以及不一致试次的冲突效应。

图2   各组冲突适应量在训练前后变化，只有实验低分组在训练后得到了显著的提升。*p＜0.05

对前后测的冲突适应效应量进行 双因素重复测量方差分析没有发现交互作用，因而本研究再次将实验组区分为低分组和高分组，而对前后测的冲突适应效应量进行双因素重复测量方差分析之后发现交互作用边缘显著，简单效应分析发现，经过训练之后的低分实验组的成绩有了显著的提高。整体来说，研究二的行为结果重复了研究一的结论。

表4  各组每次训练时Beta值的t检验结果

通过单样本 t 检验分析每次训练中被试是否成功的提升背外侧前额叶活动。结果发现实验组一直能稳定地提升靶点的活动，而控制组一直没能成功。

图3  A:腹侧注意网络节点度在训练前后的变化,只有实验组在训练后得到了显著的提升

B:腹侧注意网络和突显网络之间的功能连接在训练前后的变化,同样只有实验组在训练前后显著地提升了其功能连接强度

以各个脑网络上的功能连接强度为因变量，通过 两因素重复测量方差分析，只有腹侧注意网络和突显网络之间的功能连接交互作用显著，简单效应发现实验组在训练后得到了显著的增强，而对照组没有发生显著变化，且训练后实验组的功能连接强度高于对照组。

结论：

（1）基于近红外设备进行的神经反馈训练是可以有效地提升个体冲突适应水平的

（2）神经反馈训练的效果存在天花板效应，低分组的冲突适应提升更显著；

（3）Stroop 任务和Flanker 任务情境，分别反映了左侧背外侧前额叶和冲突适应之间存在的因果性关系和右侧背外侧前额叶和冲突适应之间存在因果性的联系；

（4）通过静息态磁共振扫描结果发现，腹侧注意网络和突显网络的功能连接及腹侧注意网络内的功能连接变化与行为的变化有关。

 参考文献： 

唐炎程. (0). 近红外神经反馈提升个体冲突适应. (Doctoral dissertation).