奖赏性线索启动和调控视觉搜索额顶网络的神经机制

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1、奖赏性线索启动和调控视觉搜索额顶网络的神经机制奖赏性线索启动和调控视觉搜索额顶网络的神经机制　　1　　　　针对第二个层面，即视觉搜索或空间注意任务的加工目标本身即是奖赏性刺激，近期为数不多的认知神经科学研究发现，具有较高奖赏性的客体，例如食物(LaBaretal.，2001；Mohanty，Gitelman，Small，Mesularn，2008)能够显著地捕获注意，并引发奖赏相关脑区和额顶注意网络的交互作用。Mohanty等人(2008)使用Posner范式(Posner，1980)，在视野中央呈现指示性的(directional)或非指示性的(non-directional)线

2、索后，让被试对呈现在外周的刺激做辨别反应。在食物条件下，被试需要辨别的刺激是多纳圈或奶酪；在中性控制条件下，被试需要辨别的刺激是螺丝帽或螺母。研究者同时控制了被试的饥饿状态，一半被试在饥饿状态下进行磁共振扫描，另一半在饱食状态下进行扫描。结果发现，相对于饱食状态的被试，处于饥饿状态的被试的杏仁核、后部扣带回等区域对食物刺激反应强烈。另外，当被试处于饥饿状态时，即食物刺激具有较高的行为相关性时，后部顶叶和后部扣带回之间存在显著的正相关；而当被试处于饱食状态时，即食物刺激具有较低行为相关性时，这两个区域的相关不显著。这个研究说明，后部顶叶可能扮演着整合动机性信息和空间注意的角色，增强对

3、行为相关性较高的刺激的加工，并减弱对行为相关性较低的刺激的加工，这个整合的过程对选择性地分配注意资源非常重要，保证相关刺激能够快速地捕获注意。同一组研究者(Mohanty，Egner，Monti，Mesulam，2009)的研究进一步揭示，搜索恐惧性而孔能够诱发杏仁核对额顶空间注意网络以及面孔加丁区的神经信号输入。在遇到具有较高行为相关性的刺激时，杏仁核和扣带回对额顶注意网络的特异性输入能够加快注意焦点的转移，并能促进个体对目标进行快速探测和辨别。　　综上所述，过去研究采用不同范式研究了奖赏性信息与空间注意网络的交互作用，但是，仍存在一些不清楚的问题。首先，在某个实验区组施加奖赏或

4、惩罚来提高被试的认知任务成绩(DorrisGlimcher，2004；PlattGlimcher，1999；Hamptonetal.，2007；Sugrueetal.，2004；Navalpakkametal.，2009；Smalletal.，2005；Zinketal.，2004)，只是改变了被试在一段持续时间内的动机状态，不能直接地考察奖赏信息对空间注意网络的动态的、瞬时的启动和调控机制。人类执行功能的重要作用除了在我们面对奖赏性刺激时快速做出反应，更重要的是在相关刺激未出现但提示线索已出现时做出相应的准备(corbettaShulman，2002)。已有大量研究(例如，Bre

5、ssler，Tang，Sylvester，Shulman，Corbetta，2008)考察了空间注意线索(例如，向左或向右的箭头，提示目标即将出现的位置)引发的自上而下的注意准备信号的认知神经基础。然而，过去关于奖赏性信息加工的认知神经科学研究中，研究者只操纵了目标的行为相关性，却没有操纵线索的行为相关性。例如，在Mohanty等人(2008)的研究中，线索提示了目标出现的位置，但没有提示目标的奖赏属性(是否是渴求的)。这样，作者只能检验目标真正出现时渴求刺激相对于非渴求刺激引发的特殊神经机制。但是，如果操纵线索的属性，使之对目标的属性(是否渴求)进行提示，则可以直接检测渴求性线索

6、相对于非渴求性线索是否已经引起了注意网络的不同状态，这将有助于直接考察奖赏系统对注意网络的启动作用。值得注意的是，空间注意线索调控主体对目标空间位置的表征，而客体属性线索调控主体对目标奖赏属性的表征，这两种线索引发的自上而下的注意准备信号是否存在差异性的神经基础，是本研究着重考察的第一个问题。　　其次，执行功能的另一个重要作用是对错误的信息进行重新定向。线索指示的位置和目标出现的位置不一致时，则引起注意转移冲突，注意网络需要进行解脱(disengagement)，或注意的重新定向(reorienting)，这在人类空间注意领域已得到广泛研究(例如Shulmanetal.，2009)

7、。近期动物电生理研究表明，奖赏性信息也可以引发动机性的注意转移冲突(Isoda＆Hikosaka，2008；i，Shiraka.收集整理置，只提示目标的奖赏属性)，接着在随后出现的视觉搜索集中搜索目标(目标可能是奖赏性的或非奖赏性的)。实验二的自变量增加了线索的空间注意属性(有效提示目标位置va.无效提示目标位置)。也就是说，被试看到的线索包括两个属性，奖赏属性和空间提示属性。这样，每个试次的线索能够快速地引起被试产生两种自上而下的注意准备信号。在行为水平上，两个实验