控制能力强不强?MEG+任务设计可以帮助你了解!

创建时间:2023-11-01 19:00
 

 

GO-NO-GO范式是一种常用于心理学、神经科学和认知研究领域的实验范式,旨在测量和研究个体的认知控制、注意力和决策能力。在GO-NO-GO任务中,被试需要对一系列刺激做出反应,通常是按照某种规则按下按钮或保持静止。GO刺激需要被快速响应,而NO-GO刺激需要被抑制[1]。这一任务涉及到执行功能、注意控制和抑制控制等认知过程,因此被广泛用于多个领域。GO-NO-GO任务可用于研究个体的认知控制能力,包括对冲动行为的抑制;也可用于研究与认知控制和抑制相关的神经机制,如前额叶皮质(PFC)的功能,有助于了解注意力、认知控制和决策的神经机制。当然,该范式也被广泛用于精神疾病患者,如注意缺陷多动障碍(ADHD)、精神分裂症、强迫症等疾病,以帮助理解这些疾病的认知特征和神经机制。

 

 

磁脑图(MEG)是一种通过捕捉活动神经元周围磁场而成像的技术,不仅具有高时间分辨率,更具有毫米级的空间分辨率[2][3]MEG使用超高灵敏度(飞特级,fT)的磁探测器来检测、记录和分析这些磁场,探测方法为:当被试在执行某项任务或静息时,为患者佩戴上布满高精度探测器的头盔,以检测和记录被试静止或完成一系列任务(如听声音或看图片)时神经元的活动。因此,MEG在揭示感觉知觉、认知和行为的大脑活动动态方面具有强大的价值,为我们提供了关于大脑功能和网络整合过程的独特见解。 

 

 

 

在一项研究中,使用MEG研究了GO-NO-GO范式,尤其是NO-GO条件下大脑皮层活动的节律特征[4]。被试执行警告刺激 (S1) – 命令性刺激 (S2) 任务。S1是听觉纯音(60dB SPL,50ms持续时间)通过耳机以双耳方式呈现。S2用环形电极刺激左手的第二或第五手指,电刺激为持续时间0.2ms的恒定方波脉冲电流刺激强度为感觉阈值的2.5倍,不会产生疼痛或不愉快的感觉。阳极放置在相应手指的远端指间关节处,阴极放置相应手指的近端指间关节处。第二和第五手指出现刺激的概率相等。S1S2刺激相继呈现给被试,间隔为1500毫秒,S1-S1之间间隔为5秒。

 

实验一共有三种条件。在条件1中,Go刺激传递到左手的第二个手指,No-go刺激传递到左手的第五个手指。只有在出现Go刺激后,被试才必须尽快用右手拇指(受刺激侧的对侧)按下按钮来做出反应。在条件2中,刺激相反,即Go刺激传递到第五个手指,No-go刺激传递到第二个手指。反应任务与条件1相同。条件3是休息对照,要求受试者放松并安静地休息,没有任何任务。MEG结果发现,No-go条件下θ、α和β波段的振幅出现反弹,峰值出现在600-900毫秒。而GO和NO-go两种条件下都在300-600ms时观察到了α频段的抑制。这些结果表明,皮质节律活动具有与不同运动功能相关的独立成分,包括反应抑制、执行和决策。

 

除此之外,MEG联合GO-NO-GO范式还被应用于发展心理学的研究[5]Vara等人使用MEG联合配准MRI,对15青少年和15名成人在执Go/No-go任务期间参与抑制控制的时空神经过程进行了探究。他们采用了一个简单的 Go/No-go任务,其中Go刺激是纯黑色形状,No-go刺激是上面叠加了灰色“X”的形状。刺激出现在屏幕中央,背景为白色,视角为5°。在刺激间隔期间呈现黑色注视十字,以鼓励被试将眼睛注视在屏幕中央。被试被要求尽快对“Go”刺激作出反应,并抑制对“No-go”刺激的反应。实验有两种条件,一种是控制条件,其中包括 67% No-go和33% Go试验;另一种是抑制条件,其中包含33% No-go试验,允许其他67% Go试验建立一种优势倾向响应(如下图)。为了使各组的任务行为表现(特别是准确性)相等,我们使用了依赖于表现的自适应刺激间间隔(ISI)。第一次试验从500ms ISI开始,每5个刺激调整ISI,其中No-go试验中的3个或更多错误将导致ISI增加100ms,而少于 3 个错误会使ISI减少100ms,最小ISI设置为300ms。刺激持续时间为200毫秒。

 

 

他们比较了两个年龄组的No-go和Go试验之间的神经激活图像,发现成人的右下额叶(inferior frontal gyri, IFJ)活动占主导地位,而青少年的下额叶区域显示出左侧主导的双侧活动。此外,他们还分析了每个条件下的Global field power(GFP),发现与成人(200-250 毫秒)相比,青少年的下额叶活动(250-300 毫秒)存在延迟,表明青少年神经抑制网络发育尚未成熟。

 

 

总的来说,GO-NO-GO范式在认知科学中应用广泛,是一种可靠稳定的实验范式。目前该范式联合MEG的研究还较少,但现有的研究表明该范式能够引起枕叶、顶叶、额叶等多个脑区的MEG信号响应。因此,将GO-NO-GO范式应用于MEG研究中,具有十分广阔的研究前景和研究价值。

 

 

 

 

下拉查看参考文献

 

[1]Gomez, P., Ratcliff, R., & Perea, M. (2007). A model of the go/no-go task. Journal of Experimental Psychology: General, 136, 389–413.

[2] What is Magnetoencephalography (MEG)? | I-LABS (uw.edu)

[3] Magnetoencephalography (MEG): What It Is, Purpose & Uses (clevelandclinic.org)

[4] Nakata, H., Sakamoto, K., Otsuka, A., Yumoto, M., & Kakigi, R. (2013). Cortical rhythm of No-go processing in humans: an MEG study. Clinical neurophysiology, 124(2), 273-282.

[5] Vara, A. S., Pang, E. W., Vidal, J., Anagnostou, E., & Taylor, M. J. (2014). Neural mechanisms of inhibitory control continue to mature in adolescence. Developmental Cognitive Neuroscience, 10, 129-139.

 

 

 

 

 

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