To be, or not to be—大腦如何處理認(rèn)知沖突?

撰文丨橙子 (華南師范大學(xué) 心理學(xué)博士生)
責(zé)編丨劉斐雯
排版丨茄子
請(qǐng)你嘗試閱讀下圖中每個(gè)字代表的顏色(也即其本身的詞義),是不是覺得比較簡(jiǎn)單?接下來(lái),請(qǐng)?jiān)賴L試著讀一讀下圖每個(gè)字的字體的顏色(注意:不是閱讀詞義)。在此過(guò)程中你有沒(méi)有這樣的感受:總是不自覺地忽視字體的顏色而去閱讀詞義,需要集中注意力才能正確讀出字體的顏色,而且感覺讀得特別費(fèi)勁。

有以上這些感受的人并不是只有你一個(gè)人,研究者在實(shí)驗(yàn)中也發(fā)現(xiàn)人群中普遍存在著這種現(xiàn)象。他們發(fā)現(xiàn),當(dāng)字體的顏色和其本身的意思不相同時(shí),被試者的反應(yīng)速度會(huì)下降,并且錯(cuò)誤率會(huì)上升。這是因?yàn)闊o(wú)關(guān)的詞義與顏色之間產(chǎn)生了認(rèn)知沖突,如圖片中第一個(gè)字的詞義“藍(lán)”干擾了對(duì)顏色“黃”的命名,從而使閱讀顏色的反應(yīng)速度下降,并可能使我們本該在閱讀顏色的時(shí)候錯(cuò)誤地做出了閱讀詞義的反應(yīng),這就是經(jīng)典的Stroop效應(yīng)。
不過(guò),對(duì)此我們并不用過(guò)于擔(dān)心,因?yàn)榇竽X有一種高級(jí)功能可以幫助我們排除詞義的干擾。它就是認(rèn)知控制能力——一種以目標(biāo)為導(dǎo)向、幫助我們排除無(wú)關(guān)干擾信息、協(xié)調(diào)各種基本認(rèn)知過(guò)程的能力。在生活中,我們想要實(shí)現(xiàn)自己的目標(biāo)也離不開認(rèn)知控制。例如,在十字路口過(guò)馬路時(shí),你需要時(shí)刻注意來(lái)往的車輛、要關(guān)注紅綠信號(hào)燈,還要小心一些不遵守交通規(guī)則的電動(dòng)車;作為司機(jī)你可能還需要做好隨時(shí)剎車的準(zhǔn)備,而認(rèn)知控制能夠協(xié)調(diào)多種認(rèn)知過(guò)程,例如知覺、注意、記憶等,幫助你完成這些行為。

那么,大腦如何通過(guò)認(rèn)知控制處理認(rèn)知沖突保證我們可以實(shí)現(xiàn)小目標(biāo)?正式回答這個(gè)問(wèn)題之前,請(qǐng)想一想當(dāng)你糾結(jié)“減肥還是吃美食,熬夜還是養(yǎng)生”的時(shí)候,腦子里是不是好像總有兩個(gè)小人在打架,一個(gè)說(shuō)“人生要享受,舒服最重要”,另一個(gè)則說(shuō)“你要努力,不能浪費(fèi)時(shí)間”,這兩個(gè)小人相互爭(zhēng)吵,誰(shuí)也不想妥協(xié)。同樣,認(rèn)知控制在解決沖突的時(shí)候也會(huì)遇到相互競(jìng)爭(zhēng)的“小人”,那么,它將如何解決這些競(jìng)爭(zhēng)呢?

研究者提出的認(rèn)知控制的沖突監(jiān)測(cè)模型也許可以來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題,以學(xué)習(xí)和玩手機(jī)之間的反應(yīng)沖突為例,假設(shè)你的終極目標(biāo)是“學(xué)習(xí)”,干擾刺激為“玩手機(jī)”,沖突監(jiān)測(cè)模型會(huì)假設(shè)存在這樣一個(gè)過(guò)程(圖4):玩手機(jī)激活某個(gè)通路產(chǎn)生反應(yīng)A,學(xué)習(xí)激活另一個(gè)通路產(chǎn)生反應(yīng)B,反應(yīng)A和反應(yīng)B之間會(huì)產(chǎn)生反應(yīng)沖突—“又想學(xué)習(xí)又想玩手機(jī)”,沖突監(jiān)測(cè)單元前扣帶回 (anterior cingulate cortex, ACC)能夠監(jiān)測(cè)到這種沖突,并進(jìn)一步將沖突信號(hào)傳遞到背外側(cè)前額葉(dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC)。DLPFC存儲(chǔ)著當(dāng)前的任務(wù)目標(biāo)—“學(xué)習(xí)”,所以它會(huì)通過(guò)增加學(xué)習(xí)權(quán)重或抑制玩手機(jī)的方式來(lái)解決沖突,從而保證你能夠完成終極目標(biāo)—學(xué)習(xí)。

所以,有明確的目標(biāo)是一件非常重要的事,因?yàn)殛P(guān)鍵時(shí)刻還得靠它把你從玩手機(jī)中拯救出來(lái)。但值得注意的是,學(xué)習(xí)并不是每次都能勝出,因?yàn)橥媸謾C(jī)是一件輕松、甚至不需要努力就可以實(shí)現(xiàn)的事情,所以它常常會(huì)擺脫認(rèn)知控制的束縛。
參與認(rèn)知控制過(guò)程的腦區(qū)并不僅僅只包含ACC和DLPFC,頂葉、前運(yùn)動(dòng)皮層、額中回等腦區(qū)同樣也發(fā)揮著重要作用。既然認(rèn)知控制這么重要,那么可不可以通過(guò)訓(xùn)練來(lái)增強(qiáng)我們的認(rèn)知控制能力呢?

已有研究表明,適當(dāng)?shù)挠?xùn)練能夠增強(qiáng)認(rèn)知控制能力。如,訓(xùn)練被試對(duì)顏色與詞義不一致的刺激(如“紅、黃、黑”)進(jìn)行反應(yīng),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的練習(xí)后,當(dāng)遇到新的刺激時(shí),如“綠”,被試也能更快的對(duì)其顏色做出反應(yīng),而較少受自動(dòng)化更強(qiáng)的詞義的干擾。這說(shuō)明經(jīng)過(guò)練習(xí)個(gè)體產(chǎn)生了一種穩(wěn)定存在的高認(rèn)知控制狀態(tài),而且這種高認(rèn)知控制狀態(tài)能夠遷移并有效解決新刺激中的反應(yīng)沖突。Karbach等人也發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練能夠增強(qiáng)認(rèn)知控制,并且增強(qiáng)的認(rèn)知控制能力可以遷移到類似的任務(wù)中。
神經(jīng)影像研究也為認(rèn)知控制的可塑性提供了證據(jù)。例如,Oelhafen 等研究者使用n-back任務(wù)對(duì)個(gè)體進(jìn)行了三周的認(rèn)知訓(xùn)練。在n-back任務(wù)中通常要求個(gè)體判斷當(dāng)前刺激與之前某刺激是否相同,如在2-back任務(wù)中要求被試判斷N試次與N-2試次是否相同。結(jié)果顯示,訓(xùn)練組被試在完成另一項(xiàng)認(rèn)知任務(wù)(注意網(wǎng)絡(luò)測(cè)試,attention network test)時(shí)反應(yīng)速度更快,頂葉激活更強(qiáng)(圖6)。頂葉被認(rèn)為與主動(dòng)注意控制有關(guān),頂葉的強(qiáng)激活說(shuō)明訓(xùn)練可能增強(qiáng)了注意控制過(guò)程,使被試加強(qiáng)對(duì)相關(guān)信息的注意從而加快了沖突解決。

(Oelhafen et al, Neuropsychologia, 2013)
國(guó)內(nèi)研究者Hu等人發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)五天的Stroop任務(wù)訓(xùn)練后,不僅能夠改善被試的行為學(xué)得分,而且能夠增強(qiáng)帶狀蓋網(wǎng)絡(luò)—小腦和帶狀蓋網(wǎng)絡(luò)—初級(jí)視覺網(wǎng)絡(luò)等腦區(qū)間的功能連接。他們發(fā)現(xiàn),這些腦區(qū)功能連接的增強(qiáng)有助于沖突的解決,也就是說(shuō)這些腦區(qū)間功能連接越強(qiáng),被試的行為表現(xiàn)也越好(圖6)。研究者認(rèn)為,這可能是因?yàn)橛?xùn)練增強(qiáng)了帶狀蓋網(wǎng)絡(luò)對(duì)小腦、初級(jí)視覺網(wǎng)絡(luò)等腦區(qū)自上而下的調(diào)控,從而優(yōu)化了認(rèn)知控制過(guò)程,例如帶狀蓋網(wǎng)絡(luò)對(duì)初級(jí)視覺網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控作用增強(qiáng)可以使個(gè)體更好的分配注意資源。

(Hu et al, NeuroImage, 2017)
在Berkman等人的一項(xiàng)研究,他們要求被試聽到聲音信號(hào)后抑制原本打算做出的反應(yīng),試圖訓(xùn)練個(gè)體的抑制控制能力。他們發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練改變了殼核和DLPFC的激活時(shí)間,也就是說(shuō),訓(xùn)練前核殼在任務(wù)準(zhǔn)備階段有更大的激活,而訓(xùn)練后它在任務(wù)執(zhí)行階段有更大的激活;訓(xùn)練前DLPFC在反應(yīng)執(zhí)行階段有更大的激活,而訓(xùn)練后它在任務(wù)準(zhǔn)備階段有更大的激活(圖7)。DLPFC被認(rèn)為與任務(wù)執(zhí)行和沖突解決有關(guān),而核殼主要參與被動(dòng)控制過(guò)程,所以它們激活模式的相反變化說(shuō)明個(gè)體不再只是被動(dòng)的應(yīng)對(duì)刺激,訓(xùn)練使個(gè)體逐漸形成了一種主動(dòng)控制、主動(dòng)預(yù)期沖突的狀態(tài),增強(qiáng)了認(rèn)知控制。

(Berkman et al, Journal of Neuroscience, 2014)
不過(guò)遺憾的是,雖然研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)挠?xùn)練方法可以增強(qiáng)認(rèn)知控制能力,但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)這種效應(yīng)并不能長(zhǎng)時(shí)間存在,幾個(gè)星期或幾個(gè)月后會(huì)自然消退。隨著認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)等一系列學(xué)科的不斷發(fā)展,我們有理由相信,在日后或許能找到一種方法,可以持久穩(wěn)定地提高認(rèn)知控制能力。
封面圖片:
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文中插圖:
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圖2https://www.jianshu.com/p/187940720697
圖3http://tushuo.jk51.com/tushuo/1446312.html
圖5https://www.sohu.com/a/342794431_120178136
圖4, 6-8 見參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn):
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