額葉在知覺型聯(lián)想啟動和顏色啟動中的作用

額葉在知覺型聯(lián)想啟動和顏色啟動中的作用

1技術(shù)方法在復(fù)雜的應(yīng)用下之間可能形成形象聯(lián)想啟動對遺忘癥患者的研究在探討初始效果與大腦關(guān)系的關(guān)系方面發(fā)揮著重要作用。其他患者的研究，如alzheim-xiushi患者、枕葉和前額葉損傷，可以了解其他腦區(qū)域在啟動效果中的作用，并確定與啟動效果相關(guān)的神經(jīng)基礎(chǔ)。近年的研究表明,額葉(frontallobe,FL)參與了多種形式的內(nèi)隱記憶,如語義啟動、程序性記憶等。我們已往的結(jié)果也表明,FL損傷病人在形成項目間聯(lián)系的聯(lián)想啟動中受損,非相關(guān)詞對間的聯(lián)系形成是需要語義加工完成的,以此作為兩個詞之間的粘合劑,而額葉是與語義加工相關(guān)的重要腦區(qū)之一,因此額葉損傷也會影響聯(lián)想啟動效應(yīng)。但聯(lián)想啟動也可以在知覺水平上形成。當(dāng)項目或特性間的聯(lián)系較容易形成時,如對于顏色與詞之間的聯(lián)系,深加工并不是必需的,在淺加工下也可以形成聯(lián)想啟動。尚不清楚這種知覺型聯(lián)想啟動是否也需要FL參與,即在形成項目與其特性的聯(lián)系時,FL是否還可以通過除語義加工之外的其它機制參與聯(lián)想啟動。例如,如果知覺型聯(lián)想啟動不需要FL參與,那么FL損傷的病人在以顏色詞為材料的聯(lián)想啟動任務(wù)中會表現(xiàn)正常;反之,他們?nèi)詴憩F(xiàn)出新異聯(lián)系形成的障礙。知覺啟動也是啟動效應(yīng)中較為重要的形式之一。采用顏色詞的研究證實,無論是顏色命名還是詞命名(知覺啟動范式),正常大學(xué)生讀舊詞的時間均明顯短于重組顏色詞,聯(lián)想啟動表現(xiàn)出與知覺啟動相似的結(jié)果,即形成詞與顏色間的聯(lián)系與加工水平無關(guān)。這提示,知覺性聯(lián)想啟動與知覺啟動具有相似的加工機制。目前尚不清楚額葉是否在此類知覺啟動中也起一定作用,其腦機制是否與它在聯(lián)想啟動中的相似。顏色命名任務(wù)是一種較為公認(rèn)的測定聯(lián)想啟動效應(yīng)的實驗范式。被試說出詞的名稱是自動的,而說出詞的顏色則需要抑制說出詞的自動反應(yīng)。另一方面,顏色作為詞的一個知覺特性,與詞成為一個整體。Musen和O’Neill曾采用顏色命名任務(wù),發(fā)現(xiàn)經(jīng)過單次學(xué)習(xí),被試就可以無意識形成詞與顏色之間的聯(lián)系。相對來說,詞命名任務(wù)所測定的是知覺啟動效應(yīng),它比顏色命名容易,這時顏色是作為詞的一個知覺特性來提取的,舊詞與重組顏色詞間的差別在于后者是改變了學(xué)習(xí)詞的顏色屬性。但是顏色和詞仍屬于兩個不同的特性,當(dāng)需要將它們二者聯(lián)結(jié)為單個表征時,就必須通過聯(lián)結(jié)捆綁的作用。只有這樣,才能將用不同顏色呈現(xiàn)的詞與相同顏色呈現(xiàn)的詞區(qū)分開來。本研究采用顏色命名任務(wù)探討額葉在知覺型聯(lián)想啟動的作用,同時采用詞命名方法測定被試的知覺啟動,以明確額葉在啟動效應(yīng)中的作用是否具有一般的機制。學(xué)習(xí)階段被試判斷對顏色詞的喜愛程度,然后進(jìn)行顏色命名(或詞命名)和再認(rèn)測驗;之后進(jìn)行另一階段的學(xué)習(xí),再進(jìn)行詞命名(或顏色命名)和再認(rèn)測驗。其中所有被試均進(jìn)行了顏色命名實驗,而對照組18名及FL組各有11名被試(第15~25號被試)進(jìn)行了詞命名。兩種命名任務(wù)的順序在被試間平衡。2記憶障礙嚴(yán)重程度的判斷標(biāo)準(zhǔn)共有25例額葉受損病人和18例年齡、性別、文化與病人相匹配的正常被試,年齡分別為35.24±7.68歲和34.89±11.58歲,受教育年限分別為12.04±3.30年和11.72±3.14年。其中左額葉受損者15例,右額葉受損者10例。額葉損傷病人主要來自北京天壇醫(yī)院、中國人民解放軍307醫(yī)院和301醫(yī)院的神經(jīng)外科病房,所有病人均沒有失語、失讀、失用、失認(rèn)和重度偏癱等癥,既往無其它神經(jīng)系統(tǒng)疾病、無家族性或遺傳性神經(jīng)及精神系統(tǒng)疾患。其視力或矯正視力正常。在25例腦損傷患者中,除1例為腦外傷外,其余全部是腦腫瘤病人,疾病分類依據(jù)術(shù)后的病理報告。2例為復(fù)發(fā)患者,其余病人均為初次發(fā)病。病人的癥狀有頭痛(23例)、頭暈(23例)、癲癇發(fā)作(19例)、記憶力下降(4例)和視物變大(1例)等。患者的病變部位均經(jīng)CT或MRI明確診斷,并經(jīng)主管醫(yī)師確定。病變范圍常不只累及一個腦回,被侵及或(水腫帶)壓迫的區(qū)域包括額上回、額中回、額下回及白質(zhì)區(qū)域、側(cè)腦室額角和扣帶回等,但其共同部位為額葉。所有被試均進(jìn)行了韋氏記憶量表(WechslerMemoryScale—Revised,WMS-R)、威斯康星卡片分類測驗(WisconsinCardSortingTest,WCST)和語詞流暢性測驗,以檢測額葉損傷病人的額葉功能,如分類、抑制和語詞加工等。對WMS-R的統(tǒng)計檢驗表明,FL組被試在圖片回憶、再生、聯(lián)想記憶、故事理解及記憶商(memoryquotient,MQ)等項目上與對照組有明顯差異,p<0.05,這說明雖然額葉受損不足以造成遺忘癥,但記憶力仍有一定程度的下降。參照其它啟動效應(yīng)的研究,我們以MQ≤80作為記憶障礙嚴(yán)重程度的標(biāo)準(zhǔn),以便結(jié)果的相互比較。輕度(20例)、重度記憶障礙病人(5例)之間的MQ具有顯著性差異(95.90±12.26和70.40±7.27),但輕度記憶障礙病人和對照組間的MQ差別不顯著,提示他們的記憶力尚屬于正常水平。額葉損傷組的WCST各項分測驗成績均比正常組差,各項指標(biāo)的組間差異均具有顯著性,其中堅持性反應(yīng)數(shù)(preservativeresponse,PR)和堅持性錯誤數(shù)(preservativeerrors,PE)較高,提示額葉損傷病人的分類、概括和抑制等功能均有明顯減退。3命名任務(wù)的平衡化本研究分為實驗1和實驗2,它們都包括學(xué)習(xí)、100減7的干擾任務(wù)、命名任務(wù)和再認(rèn)測驗,其區(qū)別在于命名任務(wù):實驗1中為顏色命名任務(wù),而實驗2中為詞命名任務(wù)。兩個實驗的順序在被試間進(jìn)行平衡化處理。其中所有被試均進(jìn)行了顏色命名實驗,而對照組18名及FL組各有11名被試(第15~25號被試)進(jìn)行了詞命名。3.1雙詞語的語義關(guān)系共有81個雙字詞,其中72個詞作為正式測驗材料,另有4個詞用作練習(xí),5個作為學(xué)習(xí)時的填充詞(其中3個在學(xué)習(xí)開始,2個在學(xué)習(xí)結(jié)束時呈現(xiàn),以避免首因效應(yīng)和近因效應(yīng))。所有的雙字詞均為抽象詞,各個詞之間沒有明顯的語義或其它聯(lián)系。72個正式測驗材料又分為兩組,每組36個,分別用于實驗1和實驗2,它們在詞頻和筆畫數(shù)上匹配。將兩組實驗材料均分為3個組塊,其中兩個組塊在學(xué)習(xí)時出現(xiàn),并分別用作測驗時的舊詞和重組顏色詞,另一組塊只在測驗時用作新詞,其詞頻和筆畫數(shù)在組塊間匹配。與雙字詞搭配的顏色為黃色、藍(lán)色、綠色和粉紅色。實驗材料進(jìn)行拉丁方設(shè)計,使每個組塊中的詞作為不同的詞類型的幾率相等。3.2顏色命名及反應(yīng)正確率分析被試位于距屏幕60cm處,靶刺激呈現(xiàn)的視角為0.69度。在學(xué)習(xí)階段,要求被試同時注意詞與顏色,以將詞與顏色聯(lián)系在一起,使之成為一個整體。要求被試首先說出詞的顏色,然后判斷他們對所呈現(xiàn)詞的喜愛程度(喜愛、一般、不喜歡)。每個顏色詞呈現(xiàn)4秒,之后消失,以“十”字代替,2秒后自動呈現(xiàn)下一個,共24個詞。之后要求被試從100連續(xù)減3,共3分鐘,然后被試完成顏色命名或詞命名和相應(yīng)的再認(rèn)測驗。顏色命名時要求被試將詞的顏色又快又準(zhǔn)確地說出來,而詞命名則要求被試將詞的名稱又快又準(zhǔn)確地說出來,均有36個詞。被試命名之后顏色詞消失,以“十”字代替,1秒鐘后自動呈現(xiàn)下一個顏色詞,計算機記錄反應(yīng)時,主試記錄正確率。再認(rèn)測驗則要求判斷詞的顏色與學(xué)習(xí)時是否相同,其中一半與學(xué)習(xí)時的顏色相同,一半不同。每個顏色詞呈現(xiàn)2秒后消失,間隔1秒之后自動呈現(xiàn)下一個詞。計算機記錄被試的反應(yīng)正確率。學(xué)習(xí)和測驗時均先練習(xí)4個詞,以熟悉實驗程序。3.3內(nèi)變量內(nèi)變量采用2×3設(shè)計,其中組間變量為分組(額葉組FL,正常對照組NC),組內(nèi)變量為詞的類型(舊詞,重組顏色詞,新詞)。將被試的各項測驗結(jié)果采用SPSS軟件包進(jìn)行統(tǒng)計,并與神經(jīng)心理學(xué)指標(biāo)作相關(guān)分析(包括被試的一般情況、WMS各項分測驗及MQ、WCST成績、3項語詞流暢性成績的平均值)。4結(jié)果4.1與聯(lián)想啟動值相關(guān)的因素間的相關(guān)分析對RT的方差分析表明,詞類型與組間的交互作用具有顯著性,F(2,82)=4.97,p<0.009,詞類型和組間的主效應(yīng)明顯,F(2,82)=16.91,p<0.001和F(1,41)=8.36,p<0.006。進(jìn)一步檢驗可見,FL組和NC組的重組顏色詞與新詞間的差別均具有顯著性,t(24)=4.39,p<0.001,t(17)=8.64,p<0.001,提示項目啟動正常,但只有正常被試對舊詞的RT短于重組顏色詞,顯示出正常的聯(lián)想啟動效應(yīng),t(17)=5.31,p<0.001,而FL組被試讀舊詞的時間比重組顏色詞長,但沒有顯著性差別,t(24)=1.00,p=0.33。輕度記憶障礙病人的舊詞與重組顏色詞的RT沒有明顯差別,t(8)=0.75,p=0.47,提示輕度記憶障礙病人的顏色啟動效應(yīng)同樣受損。左右半球間的聯(lián)想啟動值沒有顯著差異,t(23)=1.40,p=0.18。三種類型詞的命名正確率均無明顯差別,p>0.05。采用SPSS進(jìn)行各因素間的相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),與聯(lián)想啟動值相關(guān)程度較高的有(p<0.05,2tailed):100-1(0.32)、背數(shù)(0.42)、MQ(0.47)、分類次數(shù)(-0.42)、PR(-0.46)、PE(-0.45)、概括力水平(0.40)、語詞流暢性(0.40)和記憶障礙程度(-0.49),而項目啟動值與MQ之間的相關(guān)系數(shù)為0.34,p=0.17。對再認(rèn)成績的統(tǒng)計表明,FL組的d′值(0.56±0.55)與對照組(0.83±0.44)之間沒有顯著性差別,t(41)=1.71,p=0.10。其中,輕度記憶障礙病人的d′值(0.68±0.54)與對照組無明顯差別,t(36)=0.92,p=0.36。重度記憶障礙的d′值(0.09±0.20)與對照組有明顯差別,t(21)=3.60,p<0.002。4.2顏色啟動效應(yīng)對RT的方差分析表明,詞類型與組間的交互作用沒有顯著性,F(2,54)=0.91,p>0.05,詞類型的主效應(yīng)明顯,F(2,54)=25.61,p<0.001,而組間的主效應(yīng)不明顯,F(1,27)=0.53,p=0.47。進(jìn)一步檢驗可見,FL組和NC組的重組顏色詞與新詞間的差別均具有顯著性,t(10)=2.27,p<0.001和t(17)=5.94,p<0.001,提示項目啟動正常。只有正常被試對舊詞的命名時間短于重組顏色詞,顯示出正常的聯(lián)想啟動效應(yīng),t(17)=4.20,p<0.001,而FL組被試命名舊詞和重組顏色詞的時間沒有明顯差別,t(10)=0.29,p=0.78。輕度記憶障礙病人的舊詞與重組顏色詞之間相比,t(8)=0.71,p=0.50,提示輕度記憶障礙病人的顏色啟動效應(yīng)受損。左右半球間的顏色啟動值沒有顯著差異,t(9)=0.56,p>0.05。三種類型詞的命名正確率均無明顯差別,p>0.05。采用SPSS進(jìn)行各因素間的相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),與顏色啟動值相關(guān)程度較高的有(p<0.05,2tailed)PR(0.47)、語詞流暢性(0.34),與MQ(0.07)等的相關(guān)較低,均未達(dá)到顯著性水平。對再認(rèn)成績的統(tǒng)計表明,FL組的d′值(0.47±0.22)與對照組(0.76±0.25)之間有顯著性差別,t(27)=2.51,p<0.02。其中,輕度記憶障礙病人(9例)的d′值(0.52±0.18)與對照組無明顯差別,t(25)=1.99,p=0.06。重度記憶障礙(2例)的d′值(0.22±0.31)與對照組有明顯差別,t(18)=2.87,p<0.05。5fl損傷后詞命名的障礙本研究采用顏色命名和詞命名任務(wù)探討額葉在啟動效應(yīng)中的作用機制。結(jié)果表明,在顏色命名中,FL損傷病人命名舊詞的時間與重組顏色詞間沒有明顯差異。在輕度記憶障礙病人中,其聯(lián)想啟動受損,但其再認(rèn)成績與對照組相比沒有明顯差別。在詞命名中FL損傷病人表現(xiàn)出了相似的實驗結(jié)果。兩個實驗的結(jié)果提示額葉在形成項目與其特性的聯(lián)想啟動,以及知覺啟動中均起著一定作用。在顏色命名任務(wù)中,FL受損后的舊詞與重組顏色詞的命名時間沒有顯著差別,提示FL參與了顏色詞的聯(lián)想啟動。相關(guān)分析發(fā)現(xiàn),聯(lián)想啟動值與PR、PE和語詞流暢性均呈中度相關(guān),提示FL的抑制干擾能力、選擇性注意、組織、策略運用和言語輸出等功能與顏色詞的聯(lián)想啟動有關(guān)。以往的研究結(jié)果表明,注意是影響項目及其特性間聯(lián)系的因素之一,在顏色詞的加工中,我們采用的是抽象詞,而且只有4種顏色與詞連在一起,顏色詞之間的干擾較大,可區(qū)分性小;而FL損傷后會使抑制功能減弱,選擇性注意能力降低,因而在顏色和詞之間形成聯(lián)系對FL損傷的被試較為困難,聯(lián)結(jié)過程受損。而且在提取過程中,由于說出一個詞是自動的,被試在命名顏色時會受到想說詞的干擾。實驗結(jié)果也發(fā)現(xiàn),FL組病人命名顏色的時間明顯長于其它兩組,這提示FL損傷后的抑制功能減弱等會使提取過程發(fā)生障礙,從而影響聯(lián)想啟動。FL損傷后對詞命名的影響比顏色命名小,但在輕度記憶障礙患者中仍出現(xiàn)了顏色啟動和再認(rèn)的分離,即顏色啟動受損而再認(rèn)成績相對正常,提示FL參與了知覺啟動。詞本身等是詞命名任務(wù)中最重要的因素,顏色并不是必需的,當(dāng)不要求被試注意詞的顏色時,顏色的改變并不影響啟動效應(yīng),選擇性注意能力是一個重要的影響因素,研究也表明,在分散注意條件下不能形成對非詞的聯(lián)想啟動效應(yīng)。額葉與顏色加工和選擇性注意過程都有密切關(guān)系。除了視覺通道的V1、V2和V4區(qū)與加工有顏色的物體相關(guān)外,梭狀回、海馬區(qū)和前額葉等也參與其中。額葉在將感覺輸入與其它信息相聯(lián)系、選擇與任務(wù)相關(guān)的信息、并反饋至后皮質(zhì)區(qū)的過程中起重要作用,FL損傷后會使這一過程破壞,選擇性注意能力降低。在實驗2中,雖然被試在學(xué)習(xí)時對顏色和詞均進(jìn)行了一定的加工,使它們結(jié)合在一起,但在測試時,FL損傷的被試可能會將有限的注意力集中于詞本身,對詞的顏色變化注意較少,由于舊詞和重組顏色詞中的詞都是被試在學(xué)習(xí)時見過的,因而它們的命名時間沒有差異。除了這種可能機制外,相關(guān)分析還表明,WCST的PR、語詞流暢性等與顏色啟動的負(fù)相關(guān)程度較高,即在WCST測驗中表現(xiàn)出的障礙越嚴(yán)重,其內(nèi)隱記憶成績越差。因而,引起FL受損后詞命名障礙的原因是多方面的,它與選擇性注意、抑制功能減弱和語詞流暢性等均有關(guān)。近年來,FL與內(nèi)隱記憶的關(guān)系已被一些實驗所證實,如FL功能與補筆任務(wù)有一定的相關(guān)性;FL中介了語義啟動,當(dāng)重復(fù)語義加工時,左下前額葉的血流量明顯減少。Swick的實驗以11例背外側(cè)前額葉損傷病人為被試,發(fā)現(xiàn)他們在詞匯判斷任務(wù)中的啟動效應(yīng)與正常對照組相似,但采用ERP的研究表明,額葉損傷病人的300ms至500ms的ERP正波波幅減小,提示額葉在詞匯加工和啟動任務(wù)中起著一定作用。本研究對額葉與內(nèi)隱記憶的關(guān)系提供了進(jìn)一步的行為依據(jù),證實了FL與知覺啟動的相關(guān)性,并且通過相關(guān)分析表明,FL是通過抑制無關(guān)信息、選擇性注意、策略運用和語詞輸出等機制中介知覺型聯(lián)想啟動和知覺啟動。額葉的重要功能之一是具有監(jiān)控不同的認(rèn)知過程的執(zhí)行功能,即許多認(rèn)知加工過程的協(xié)同操