反應抑制的訓練

1、反應抑制的訓練：內容、效果與機制2015-1-23抑制控制（InhibitionControl）是執(zhí)行功能的核心成分之一,是一種主動壓制,中斷或延遲行為的能力。個體通過抑制控制來抑制形成的優(yōu)勢反應，以靈活適應不斷變化的環(huán)境，同時排除或減少無關信息對當前信息加工的影響。研究發(fā)現(xiàn)，抑制控制能力與個體的身心健康有關，可以預測童年早期數(shù)學能力和閱讀能力的發(fā)展，甚至會影響到社會功能。研究者一般將抑制控制分為沖突抑制和反應抑制兩種類型。反應抑制則是指抑制不符合當前需要的或不恰當行為反應的能力。目前，反應抑制的研究范式主要包括反向線索任務，Go/No-go任務和停止信號任務。近期，有研究表明，反應抑制能力可

2、以通過訓練得到提高。本文擬從反應抑制的訓練內容、效果以及機制闡述反應抑制功能的可塑性，為反應抑制訓練運用于教育、臨床治療等領域提供了實證支持，以期為該領域的應用研究開辟新的方向。抑制控制的訓練研究反應抑制的訓練內容訓練對象兒童、成年人和部分特殊群體（如成癮者、精神分裂癥患者、強迫性障礙患者、肥胖癥患者、沖動癥患者，注意缺陷多動障礙患者）是反應抑制的主要研究對象。但是大多數(shù)研究的對象為20歲左右的大學生。Lenartowicz等人以26名成年人（平均年齡21.3歲）為研究對象進行了停止信號任務訓練；Chiu等人選取26名正常成人（平均年齡19.0歲）作為被試進行Go/NoGo任務的訓練；Beni

3、kos等人的研究則是以60名健康成年人（平均年齡21.0歲）為采集對象進行Go/NoGo任務訓練；Johnstone等人選取60個注意缺陷多動障礙兒童，68個正常兒童進行Go/NoGo任務訓練。訓練任務Go/NoGo任務與Stop-single任務是研究者反應抑制訓練的常用任務。Go/NoGo任務是反應抑制的主要研究范式之一。Meule等人采用了這一任務對女大學生的反應抑制能力進行了訓練，在此訓練任務中，電腦屏幕正中央會呈現(xiàn)附有高熱量食物和中性物品背景的目標刺激（字母x和y）。當字母x,y相繼出現(xiàn)時要按鍵，當字母（如x）重復出現(xiàn)時不按鍵。停止信號任務同樣是測量個體反應抑制的經典任務。例如,Le

4、nartowicz等人的研究中使用這種任務對成年人的抑制能力進行了訓練，研究者將男女性面孔圖片作為刺激材料，把只呈現(xiàn)面孔刺激的試次規(guī)定為Go試次，要求被試作出按鍵反應；把面孔刺激之后呈現(xiàn)聲音提示的試次規(guī)定為Stop試次，要求被試不作按鍵反應。訓練時間對于不同人群(成年人，兒童，特殊群體等)的抑制控制訓練時間從1周到3周不等，任務量從457200試次不等，每次訓練大約1560分鐘。如Dowsett和Livesey的研究采用Go/NoGcff務，威斯康辛卡片分類任務和停止信號任務對35歲的32個抑制能力發(fā)展不良的孩子進行訓練，訓練每天持續(xù)1520分鐘，總共4560個試次;Cohen和Poldrac

5、k的研究要求被試完成7200試次的停止信號任務訓練，每一周3次，一次持續(xù)1個小時；Lenartowicz等人對26個成年人進行多達600試次，每天25分鐘的停止信號任務訓練。訓練效果評估任務研究者們采用的抑制控制訓練的前、后測任務主要包括用于測量抑制能力的Stroop任務、Go/NoGofE務、Oddball任務與Flanker任務；用于測量工作記憶的積木廣度任務、詞匯廣度任務(WordSpan)、計數(shù)廣度任務(CountingSpan)和數(shù)字廣度任務(DigitSpan);測量智力的韋氏智力量表(WechslerAbbreviatedScaleofIntelligence,WASI)、南澳大

6、利亞拼寫測試(SouthAustralianSpellingTest,SAST);用于測量問題解決能力的聽覺持續(xù)作業(yè)任務(ContinuousPerformanceTask,CPT)和木塊圖測試(BlockDesignSubtest)。例如，Thorell等人選取4-5歲兒童為研究對象，進行抑制控制能力的訓練，訓練前，所有被試均接受積木廣度任務，詞匯廣度任務，Stroop任務,Go/No-go任務，聽覺持續(xù)作業(yè)任務和木塊圖測試任務的前測，訓練結束后，所有被試均接受與前測任務相同的后測；Johnstone等人的研究中，其前后測任務涵蓋了韋氏智力量表，南澳大利亞拼寫測試,Go-Nogo任務，Odd

7、ball任務，F(xiàn)lanker任務以及計數(shù)廣度與數(shù)字廣度任務。訓練效果評估手段為了明確抑制控制訓練對個體的影響，研究者借助行為、腦電、腦成像等技術對訓練效果進行評估。例如，Guerrieri等人通過停止信號任務行為實驗比較了正常體重者與超重者訓練前、后的停止反應時變化；Lenartowicz等人借助功能性磁共振成像技術，探討了訓練前、后，在抑制線索缺失情況下，右側額下回有關抑制的腦區(qū)的激活程度；Chiu等人將經顱磁刺激技術和Go/NoGo行為實驗相結合，探討了被試訓練過程中進行反應抑制的自動檢索過程。訓練效果抑制能力的改變研究結果顯示，抑制控制的訓練可以提高個體在抑制任務中的表現(xiàn)。Manuel等

8、人以13個健康成年人為被試，采用停止信號任務進行訓練，行為結果顯示，停止信號的反應時顯著下降，這表明被試經過訓練之后抑制能力提高，此研究結果與Logan和Burkell的研究結果一致。Jodo和INoue讓被試接受Go/NoGo任務訓練，結果發(fā)現(xiàn)，訓練組個體在Go刺激上的反應時顯著下降。Manuel等人與Benikos等人)的研究對被試進行Go/NoGo任務訓練，行為結果顯示，訓練后，被titGo刺激的反應時明顯下降，NoGoH激反應的正確率明顯上升。但是也有些研究并未發(fā)現(xiàn)通過訓練使得反應抑制能力得到提升。例如，Enge等人的研究采用隨機雙盲實驗設計，對自適應訓練組，主動控制組被試進行為期3周

9、的Go/NoGo任務與停止信號任務訓練。行為結果顯示，訓練提高了被試在兩項訓練任務上的反應時，但是自適應訓練組與主動控制組的反應時并無差異。由于Go/NoGo任務中抑制能力的測量指標是go的反應時和Nogo的虛報率，停止信號任務中測量抑制能力的指標是是停止信號反應時(SSRT),而停止信號的反應時是通過go的反應時減去停止信號延遲(SSD)得到的，Enge等人的研究對被試進行Go/NoGo任務和停止信號任務訓練只是提高了被試在兩項訓練任務上的反應時，而反應時縮短并不能反映抑制能力的提高。這說明被試在訓練過程中將注意力集中于易于控制的執(zhí)行試次，而很少注意停止試次，從而使得被試的反應時加快，所以并

10、不能證明通過訓練使得個體的反應抑制能力提升。大腦活動發(fā)生改變研究結果顯示，抑制控制任務的訓練不僅可以提高個體在抑制任務中的表現(xiàn)，而且還能改變個體大腦的活動。研究者采用ERPs技術發(fā)現(xiàn)，接受了Go/NoGo任務訓練的被試在進行Nogo刺激加工時，P3的潛伏期明顯縮短。有研究發(fā)現(xiàn)，訓練后個體在Nogo刺激條件下早期N2波幅明顯減小，晚期P3波幅顯著升高，Benikos等人認為在Nogo刺激下所誘發(fā)的N2成分被認為可能與個體的沖突監(jiān)測有關，P3成分可能與個體的選擇性注意以及行為的選擇過程有關，但N2,P3成分在不同任務中所反映的認知過程和認知活動還存在一定的爭議，通過反應抑制訓練，使得被試在Go/N

11、ogo任務中的N2和P3成分的波幅發(fā)生變化，其內在機制還需之后更多的研究進一步的探討。腦成像研究結果發(fā)現(xiàn)，Manuel等人發(fā)現(xiàn)個體在停止信號任務訓練之后額葉皮質紋狀體(fronto-striatal)區(qū)域的激活明顯減小。Lenartowicz等人的研究通過停止信號任務訓練發(fā)現(xiàn)，訓練之后，被試在完成與抑制相關的Go試次的任務時，右側額下回三角部區(qū)域激活明顯增加。訓練效果的遷移研究發(fā)現(xiàn)，抑制控制訓練的干預效果會遷移到相關任務與日常生活中的表現(xiàn)中去。如Johnstone等人的研究對注意缺陷多動障礙患者和正常被試進行Go/NoGo任務訓練，結果發(fā)現(xiàn)，訓練致使ADHD患者的癥狀有所緩解，還使ADHD患者

12、在flanker任務上的不一致試次的反應加快。此外，有證據表明，訓練任務的表現(xiàn)提高會遷移到現(xiàn)實生活中，致使個體在現(xiàn)實情境下的行為控制能力增強。例如，以高熱量食物為刺激材料的抑制控制電腦程序訓練可以減少個體在現(xiàn)實生活中對高熱量食物的攝取量;Verbruggen等人的研究指出被試報告在完成信號任務訓練后，賭博任務中的冒險行為顯著的減少了。然而，反應抑制訓練是否具有有效的遷移效應，研究結果并不一致。一些研究發(fā)現(xiàn)，反應抑制訓練并未發(fā)現(xiàn)明顯的遷移效果。例如，為了考查反應抑制訓練能否改變個體對酒精相關的內隱認知,Bowley等人對59名大學生進行Go/NoGo任務訓練，訓練組的一組被試見到啤酒圖片不按鍵，

13、而另一組被試見到啤酒圖片需要做出按鍵反應，研究結果顯示，訓練后，個體對酒精相關的內隱認知并未發(fā)生改變；止匕外，Enge等人的研究對被試進行Go/NoGo任務和停止信號任務訓練，其訓練效果在未訓練的Stroop任務上也無體現(xiàn)，在與抑制控制能力相關較高的流體智力任務中也未發(fā)現(xiàn)遷移效應；Thorell等人選取45歲的兒童為研究對象，采用雙盲對照設計，訓練組被試進行工作記憶或抑制控制行為實驗訓練，控制組被試完成與訓練任務無關的電腦游戲，行為結果顯示，進行工作記憶訓練的學前兒童在測量抑制能力的Stroop任務上并無遷移效果，同時抑制控制訓練之后也未發(fā)生遷移效應。影響抑制控制訓練效果的因素如前所述，有些研

14、究并未發(fā)現(xiàn)抑制控制訓練的有效性。那么，哪些因素影響了訓練的效果呢？第一，訓練任務的設置。如Thorell等人的研究發(fā)現(xiàn)工作記憶訓練效果顯著，但抑制控制訓練無效果，這可能是因為抑制控制訓練任務中抑制試次占少數(shù)比重，在同等的時間條件下，用于抑制過程訓練的時問明顯短于工作記憶訓練的時間，這種訓練任務設置的差異就有可能致使反應抑制能力效果不明顯；第二，評估任務的選擇。對于反應抑制訓練前、后測評估任務的選取也可能會影響訓練的效果。如Hasher及其同事提出抑制有3個子功能：通達，清除，限制。而Wilkinson和Yang研究中的訓練任務Stroop任務測量的是被試的通達功能，需要被試不予注意那些無關信息

15、，而近遷移Go/NoGo任務更強調被txW勺限制功能，對不恰當?shù)膬?yōu)勢反應做出抑制行為，因此，近遷移任務的抑制類型與訓練任務的不同引起了訓練遷移效應的缺失；第三，被試反應策略的差異。擅長前攝控制反應策略的被試具有控制干擾的加工優(yōu)勢，而采用后攝控制反應策略的被試卻在沖突監(jiān)測與沖突解決的認知任務上表現(xiàn)出更強的能力。因此，如Enge等的研究中，擅長前攝控制反應策略的被試可能在訓練任務Go/NoGo上有明顯的加工優(yōu)勢，而在未訓練的遷移任務Stroop上就會優(yōu)勢缺失，訓練對象的個體差異也會影響到訓練的遷移效果。抑制功能可塑性的機制已有的研究從行為和認知神經層面對抑制控制的可塑性進行了探討。那么，抑制控制訓

16、練到底以何種方式影響個體的抑制控制能力？其中又有哪些核心因素在發(fā)揮作用？抑制控制訓練引發(fā)行為與大腦活動改變的機制可能涉及自上而下的有意識抑制控制模式的形成，此模式的形成與額葉-基底神經網絡的參與有著較為密切的關系。眾多研究表明，那些需要前額葉皮層參與的認知控制加工是需要意識參與的。Manuel等人研究發(fā)現(xiàn)，停止信號任務訓練過程中，停止信號出現(xiàn)200ms時，自上而下的有意識抑制控制模式在額下回皮層形成。研究者認為停止信號范式中,只包含Go刺激而沒有NoGoM激，這改變了刺激與反應條件反射的規(guī)則，促使被試在刺激與反應不匹配的情況下，跨越了負責感覺和監(jiān)控身體各部分對外界刺激反應的頂葉區(qū)，直接由負責高

17、級執(zhí)行功能的額下回皮層接受停止信號的加工，隨后額下回皮層又激活皮質下的基底核，轉而抑制丘腦皮層的輸出，并且壓制初級運動皮層的運動執(zhí)行，完成一個自上而下的有意識的抑制控制加工過程。此外,Berkman,Kahn和Merchant的研究采用雙盲隨機對照實驗設計，借助功能性磁共振成像技術對被試進行自適應的停止信號任務訓練。神經影像學的結果表明，訓練組被試在線索出現(xiàn)時右側前額葉區(qū)域激活顯著增加，在停止信號出現(xiàn)時右側前額葉區(qū)域激活有所減少。這表明，當線索出現(xiàn)時，被試會基于規(guī)則表征的方式對還未出現(xiàn)的停止信號做出有意識的，準備性的反應預期，引發(fā)對情境線索的注意偏向，通過一種積極主動的方式對情境線索與目標任務

18、（抑制控制）的聯(lián)結信息進行了持續(xù)性地保持，因此右側前額葉區(qū)域會出現(xiàn)較早的前攝移動，即在線索呈現(xiàn)之后就引起前額葉的激活。說明當與抑制相關的情境線索出現(xiàn)時，自上而下的有意識的抑制控制模式就會在額葉區(qū)建立，這證實了額葉區(qū)在形成自上而下的有意識的抑制控制模式上發(fā)揮著必不可少的作用。另外，也有研究證據表明，抑制控制的可塑性可能與自下而上的自動抑制模式的形成有關。另外Anderson和Folk最新的一項研究結果，間接說明了自上而下的反應抑制以及解決相關任務沖突的情境會引起自上而下的自動抑制模式的形成。研究采用Go/NoGoB務與flanker任務的混合任務探究了引發(fā)自下而上的自動抑制模式的影響因素。此任務

19、中先呈現(xiàn)一個顏色詞（如紅色寫的紅字）作為提示線索，提示線索消失后，在注視點的兩邊呈現(xiàn)具有相同顏色（紅色或藍色）的側翼刺激（A或X）,隨后注視點消失，側翼刺激繼續(xù)停留在屏幕上，而代替注視點的目標字母（A或X）出現(xiàn)（如AXA）。當目標字母的顏色與提示線索詞的顏色相一致時，要求被試做出按鍵反應（如AXA即go試次），當目標字母的顏色與提示線索詞的顏色不一致時，要求被試不按鍵（如AXA,即Nogo試次）。行為結果發(fā)現(xiàn)，接受訓練的個體在go試次Nogo顏色的情況下（Nogo顏色即提示線索詞是紅的情況下，紅色為go顏色，藍色為Nogo顏色）flanker任務不一致條件下的反應時（如AXA卿于一致條件下（如AAA珀反應時，即反轉的一致性效應的出現(xiàn)。這說明自上而下的執(zhí)行環(huán)境引起了自下而上的自動抑制模式的建立。具體表現(xiàn)為，當提示線索出現(xiàn)時，被試首先會啟動對指導語的語義加工，這種自上而下的概念驅動致使被試靈活的調整為以目標為導向的加工方式，即被試會對Nogo顏色條件下刺激的輪廓特征產生一種知覺加工偏向，從而做出快速的、無意識的反應抑制。Chiu等人在前人的研究基礎上，借助經顱磁刺激技術,采用經典的Go/NoGoffi務對被試進行反應抑制訓練，對比了兩種不同刺激呈現(xiàn)方式下（Nogo-go刺激和go-go刺激）被試皮質脊髓