科研进展
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  • 郭桃梅课题组在《Brain Structure and Function》发表论文揭示抑制控制的神经可塑性的个体差异
     
          2019年6月,北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室郭桃梅教授课题组在《Brain Structure and Function》在线发表题为“Individual diferences in inhibitory control abilities modulate the functional neuroplasticity of inhibitory control”的论文,发现短期的抑制控制训练有助于提高抑制控制能力较低的个体的神经效率,揭示了抑制控制功能的神经可塑性的个体差异。

          抑制控制是日常生活中很重要的一项基础认知能力,指的是个体在完成一个目标的过程中需要抑制正在进行中的或者有强烈倾向性的不恰当的反应。比如当我们飞奔向地铁车厢时,如果警示车门即将关闭的提醒突然响起,我们就需要及时停下急匆匆的脚步;又比如当我们在办公时,自动弹出的弹窗很容易分散我们的注意力从而影响办公效率,我们需要暂时抑制这些无关信息。拥有更强的抑制控制能力,能更好地保护自身,同时能帮助我们更有效率地达成期望目标。

          该研究考察了个体能力差异是否会影响抑制控制的神经可塑性。研究招募了健康的大学生参与其中,包含实验组(40人)和控制组(40人)。实验组在八天的抑制控制训练前后都进行功能核磁共振成像技术(fMRI)扫描,控制组也进行同样的fMRI扫描。根据前测中每个人的抑制控制(Inhibitory control, IC)水平进一步将实验组和控制组进行能力划分,即实验高IC组、实验低IC组,控制高IC组,控制低IC组。

          研究发现,经过训练之后,对于实验组低IC能力的被试来说,在那些参与抑制控制的脑区范围内发现了辅助运动区和双侧丘脑的激活显著下降,说明其抑制控制能力的神经效率的提升。进一步,这些脑区激活的变化量与训练前的IC能力呈现显著的正相关,说明个体能力越低,抑制控制训练的效果越好。控制组前测和后测的结果则没有发现这样的变化模式。
     
    图一 实验组中高IC和低IC组训练前后变化模式不同的脑区为辅助运动区(SMA)和双侧丘脑,并且三者的激活变化量与前测抑制控制水平呈现显著正相关。
     
          进一步,我们选取了前扣带回(ACC)和右侧额下回(IFG)对抑制控制过程很重要的脑区作为感兴趣区,提取它们的激活值进行后续分析。分别来看,实验组低IC能力被试ACC的激活显著下降,并且ACC激活的变化量与训练前的IC能力呈现显著的正相关。这些结果进一步说明个体能力越低,抑制控制训练的效果越好。而控制组前测和后测中ACC的激活变化则没有表现出这样的变化模式。针对右侧IFG的分析发现实验组和控制组的激活均发生显著下降,实验组和控制组相同的下降模式反映出任务重复效应。
     
     
    图二 实验组个体抑制控制水平与训练效应呈现显著的正相关(黑色虚线)
     
          该研究揭示了抑制控制能力的神经可塑性的个体差异,为今后抑制控制训练研究或实践的开展和实施提供了依据。该研究得到国家自然科学基金委、中央高校基本科研业务费专项资金、北京师范大学学科交叉建设项目资金等资助。由郭桃梅教授课题组的硕士生陈沫、宁波大学外文学院吴燕京博士、辽宁师范大学刘欢欢博士、认知神经科学与学习国家重点实验室的卢春明教授以及郭桃梅教授课题组的其他成员合作完成,通讯作者为郭桃梅教授。
     
    论文链接:
    Chen, M., Wu, Y. J., Wu, J., Fu, Y., Li, S., Liu, H., … Guo, T. (2019). Individual differences in inhibitory control abilities modulate the functional neuroplasticity of inhibitory control. Brain Structure and Function. https://doi.org/10.1007/s00429-019-01911-y
    https://rdcu.be/bHohB