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执行控制研究方法概述*1
抑制控制、注意转换和工作记忆是执行控制的主要的要素。本文概述了这些要素的主要实验范式。
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睡眠剥夺影响执行控制的功能磁共振成像研究
目的: 探讨完全睡眠剥夺(total sleep deprivation,TSD)对大脑执行控制功能的影响.方法: 采用自身前后对照设计.以13名健康男性大学生作为被试,进行两次Go/No-go测验,同时进行功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)扫描,第一次在正常睡眠后12小时完成,第2次间隔3周在睡眠剥夺36小时后完成.结果: 与睡眠后的Co/No-go测试成绩相比,睡眠剥夺后被试的正确击中率下降[(0.99±0.01)vs.(0.97±0.04),P＜0.05)],错误反应率增高[(0.04±0.04)vs.(0.10±0.08),P＜0.05].fMRI结果显示前扣带回皮质活动降低[(-0.391±0.003)vs.0;P＜0.05],前额叶皮质活动明显增强[(0.653±0.003)vs.0;P＜0.05].结论: 睡眠剥夺36小时导致执行抑制功能的显著下降,前额叶皮质出现功能代偿是维持认知作业的重要特征.
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不同记忆负荷水平下执行控制的ERP效应
目的:通过被试在倒数n项测验(n-back task)任务中的行为与事件相关电位(event-related potentials,ERP)表现,分离执行控制不同加工环节的神经电生理指标,探讨在逐步增加的记忆负荷水平下各ERP成分的时间进程及脑区分布变化规律.方法:正常成人20名参加n-back(n:0、1、2)工作记忆任务的ERP实验,同时记录行为数据及EEG脑电信号.离线处理数据后,比较被试在低、中、高工作记忆负荷下的行为表现及ERP成分的差异.结果:0、1两种记忆负荷水平下被试的反应时与正确率无显著差异,2-back任务时的正确率低于0-back与1-back[(87.7±9.9)/(98.7±2.2)、(96.3±3.5),P＜0.05],反应时长于0-back与1-back[(1077.0±247.2)/(729.5±83.7)/(837.3±144.7)m8 P＜0.05)].三种记忆负荷水平的任务均诱发出了明显的P3成分.P3波幅随记忆负荷的逐步增加呈现等级下降规律,潜伏期则未随记忆负荷变化而改变.高记忆负荷与低记忆负荷的任务相减均得到一差异波N450成分,主要分布于额区及顶区.1-0及2-0差异波的N450平均波幅差异在顶区显著.结论:执行控制的注意分配、刷新、编码等成分在刺激后300ms开始,约700ms处结束.P3成分的等级下降规律反映被试有效地进行了注意的分配及转移.高负荷与低负荷差异波N450成分在额区及顶区同步出现,分别反映了执行功能中的更新与编码环节.以及短时贮存过程.
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双侧前额叶中度损伤大鼠执行控制和空间学习与记忆功能的研究
目的:通过控制性皮质撞击法,制作双侧前额叶中度损伤模型并观察其对大鼠的执行控制功能和空间学习与记忆功能的影响.方法:40只雄性SD大鼠随机分成3组:正常对照组(n=10)、假手术组(n=10)、控制性皮质撞击(CCI)组(n=20).CCI组大鼠应用控制性皮质撞击法制作双侧额叶打击颅脑创伤模型,其中打击速度:3.5m/s,打击深度:1.5mm,停留时间:400ms.于CCI后第4周末及第8周末分别进行GO/NO GO任务测试及水迷宫测试.结果:造模前各组各测试均无显著差异.造模后第4周CCI组GO/NO GO任务测试可见正确率显著下降(P＜0.01),造模后第8周,各组的正确率下降和造模前比均有显著性差异(P＜0.05).造模后定位航行实验可见各组潜伏期均有下降,对照组和假手术组下降有显著性差异(P＜ 0.05),但CCI组无显著性差异;第4、8周,与对照组相比,CCI组则均有显著性差异(P＜0.01).造模后第4周空间探索实验可见,对照组和假手术组与造模前相比无显著性差异(P＞0.05),CCI组则有显著下降(P＜0.01);造模后第8周,假手术组和CCI组与造模前相比差异有显著性意义(P＞0.05),CCI组则与第4周相比也有显著差异(P＜0.01).结论:应用CCI方法进行双侧前额叶撞击制备大鼠中度颅脑创伤模型,可以造成大鼠执行控制能力的显著下降,并对大鼠的空间学习和记忆能力均有严重影响.在伤后一定时间内,执行控制能力可能会有部分的自然恢复,但空间学习和记忆能力损害则可能进行性加重.
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高温对注意网络功能的影响
目的 采用注意网络测试(attention network test,ANT)研究被动高温对注意网络中3个子系统(警觉、定向、执行控制功能)的影响.方法 分别在高温和对照条件下运用ANT测试16例右利手健康志愿者的注意网络功能,记录反应时、正确率、核心体温和体重变化.结果 志愿者在被动高温环境下的核心体温变化较对照组显著(P＜0.05).而体重变化,总反应时和准确率在两组间无显著差别(P＞0.05).执行控制功能的反应时间较对照组明显延长,差异有显著性(P＜0.05),而警觉和定向与对照组的差异无显著性(P＞0.05).结论 被动高温可影响注意网络的执行控制功能,但不影响警觉和定向功能.
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背侧前额叶在工作记忆中的功能
在进行学习、记忆、思维及问题解决等高级认知活动时,人们需要一个暂时的信息加工与存储机制,它能够保存被激活的信息表征,以备进一步加工之用,1974年Baddeley等[1]称这种机制为工作记忆(working memory),代表执行工作记忆的典型反应为延迟反应.在功能上,工作记忆包括执行控制和贮存激活表征两个方面.表征是暂时或永久储存在神经元网络里的符号码.
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高/低冲突不同的决策任务影响后续的执行控制表现
目的:探索高/低冲突不同的决策任务对其后执行控制的影响.方法:40名被试随机分配到高冲突涉及个人情感的道德两难任务组和低冲突与道德无关的决策任务组,而后分别考察两组人执行控制成绩的差异.结果:相比做出与道德无关决策的被试,完成涉及个人情感的道德两难决策任务后的被试在后续的多源冲突任务中表现更差.而且,在多源冲突任务难度大的条件下,组间差异更大,完成涉及个人情感的道德两难决策任务的被试表现更加不如完成与道德无关决策的被试.结论:该研究表明冲突不同的决策任务对其后执行控制影响不同,冲突越大,其后的执行控制成绩越差.该研究有助于进一步加深我们对道德与非道德决策差异以及决策与执行控制关系的理解.
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公立医院全面预算管理探析
全面预算管理是公立医院内部管理的核心内容之一,是公立医院强化运营机制、完善组织结构、优化资源配置、有效降低医院运行成本的重要举措,是提升医院综合竞争力,保证医院医疗事业健康稳步发展的管理基础.本文从当前全面预算管理普遍存在的问题入手,提出了完善预算组织体系、制定医院战略目标框架下的预算目标、加强预算管理的信息化建设、推行费用不可突破法等全面预算管理措施.
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美沙酮维持治疗患者执行控制加工的事件相关电位研究
目的 探讨处于美沙酮维持治疗患者(methadone maintenance treatment patient,MMP)执行功能的电生理特征.方法 采用事件相关电位(event-related potential,ERP)技术对比30例MMP和27例健康成年人在经典色-词Stroop任务中大脑皮层时程的动态变化.结果 (1)Stroop实验测试结果:两组被试的行为结果均有显著的Stroop干扰效应[反应时:对照组一致条件(766.57±75.64) ms,不一致条件(879.52±62.31) ms,MMP组一致条件(821.89±64.44) ms,不一致条件(906.29±69.46) ms,均差异有统计学意义(P＜0.001)；错误率:对照组一致条件(4.15±2.92)％,不一致条件(8.70±6.12)％,差异有统计学意义(P＜0.001),MMP组一致条件(12.07±10.80)％,不一致条件(16.60±12.43)％,差异有统计学意义(P＜0.01)].(2)Stroop实验ERP结果:MMP的N2和N450不一致条件波幅[N2(1.40±2.91) μV、N450(1.29±0.55) μV]大于一致条件波幅[N2(0.77±3.61) μV、N450(0.83±1.07) μV],均差异有统计学意义(P＜0.05),而SP波幅(0.37±3.58) μV则小于于一致条件波幅(1.53±3.05) μv,差异有统计学意义(P＜0.001)；对照组N2不一致条件波幅[(-0.30±3.45)μV、N450(1.77± 1.55) μV]显著小于一致条件[N2(1.10±3.64) μV,P＜0.001；N450(2.37±2.12) μV,P＜0.05],SP波幅(1.93±1.65) μV显著大于一致条件(0.98±2.02) μV,差异有统计学意义(P＜0.01).结论 MMP存在执行控制障碍,表现为早期冲突监控过程异常与晚期反应冲突加工异常,这为解释MMP的复吸行为提供了神经电生理证据.
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GABA及GABAα受体在大鼠前额叶执行控制中的作用机制研究
目的探讨γ-氨基丁酸(GABA)及GABA受体(GABA αR)在大鼠前额叶执行控制功能中的作用机制.方法用氨基酸分析技术、免疫组化技术和原位杂交技术研究执行控制能力不同的大鼠(执行控制能力好组及差组)前额叶GABA含量、GABA免疫阳性神经元数量和GABA αR mRNA表达.结果与执行控制能力好组大鼠相比,执行控制能力差组大鼠GABA含量较少[(6.52±3.03)μmol/g vs (4.03± 1.17)μmol/g,P ＜0.05 ]、GABA免疫反应阳性神经元数量较少(208±77 vs 143±59,P ＜0.01)、GABA αR mRNA表达较高(139±36 vs 182±51,P ＜0.05).结论 GABA及GABA αR在前额叶执行控制中起重要作用.
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抑郁症患者执行控制功能的事件相关电位研究
目的研究抑郁症患者前额叶执行控制功能.方法抑郁症患者执行视觉分辨的go/no go任务时在其前头部CZ 和FZ处记录事件相关电位(ERPs)的变化,并对go与no go时P300幅值、潜伏期进行比较.结果在前头部,正常人no go时P300潜伏期和幅值均大于go时, 呈现no go前部化现象(no go-anteriorization).而抑郁症患者go反应时延长,go/no go任务正确率明显下降、错误率明显增加, P300潜伏期明显延长(P<0.05),且no go时P300潜伏期和幅值均与go时相差不显著, no go前部化现象消失.结论抑郁症患者执行go/no go任务有一定困难, 可能存在前额叶功能异常.
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前额叶与执行控制
生活中我们经常遇到一些问题需要立即解决或快速而恰当的决策,这就需要可靠的计划、判断、决策和归因.为了有效地或成功地进行以上操作,需要我们连续监察外部世界、注意相关的信息、搜集有用的信息、从长时记忆中提取相关信息、对信息进行处理和整合,后向特定脑区发出恰当的信息,同时也要抑制向与此任务无关的脑区发出不必要的信息.以上这些功能被称为脑的 "执行功能"(executive function).执行功能被认为是为了以灵活的方式完成某一特殊目标所进行的各种加工的联合运作,前额叶皮层一直被认为是执行控制的重要结构[1,2].前额叶皮层损伤导致判断力、计划和决策能力下降,被称为"执行障碍综合症"(dysexecutive syndromes).在临床工作中,医务工作者多检测前额叶病变者的记忆、智力等认知功能,很少注意其执行控制功能.本文将综述执行控制的定义、常见的前额叶执行控制功能、及常用的执行控制功能的检测方法.
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新诊断原发性或隐源性癫痫儿童注意网络的研究
目的 探讨原发性或隐源性癫痫儿童注意网络状况及临床影响因素.方法 对46例原发性或隐源性癫痫儿童和42名正常儿童进行注意网络测验,比较两组间注意网络水平指标的差异,并采取相关分析和多元逐步线性回归分析年龄、起病年龄、病程等因素对注意网络各测试指标的影响.结果 原发性或隐源性癫痫儿童执行控制反应时间较正常儿童明显延长(P＜0.05).总体平均反应时问两组也存在明显差异(P＜0.05).受教育程度是影响执行控制反应时间和总体平均反应时间显著的保护因素(P＜0.05).而疾病相关因素中的起病年龄是影响注意执行网络的显著因素(P＜0.05).结论 原发性或隐源性癫痫儿童注意网络存在选择性的执行控制功能损害.受教育程度对患者注意具有保护作用,起病年龄是影响患者注意网络水平的显著疾病相关因素.
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恒河猴前额叶执行控制功能的行为和电生理研究
目的研究恒河猴前额叶执行控制的行为和电生理特点.方法 3只恒河猴用于行为研究,其中2只恒河猴执行视觉分辨的go/no go任务时,记录其两侧前额叶皮层神经元电活动,用matlab做事后分析.结果①三只猴执行go/no go任务的反应时分别为(419±18) ms、(376±26) ms和(540±21) ms;②在2只猴的前额叶皮层共进行了41次穿刺,记录到92个任务相关的神经元,共分为5类:视觉信号相关的神经元;决策(延迟期)相关的神经元; go运动相关的神经元;奖励相关的神经元;多事件相关的神经元;③go反应错误时神经元对go线索的反应低于go反应正确时神经元对go线索的反应,no go反应错误时神经元对no go线索的反应高于no go反应正确时神经元对no go线索的反应;正确决策时, go决策相关的神经元放电频率显著高于no go决策相关的神经元放电频率,但决策错误时则相反.结论①前额叶皮层由多种神经元组成;②恒河猴执行go/no go任务错误可能有两类:一类是线索期错误,另一类是决策期错误.提示注意和决策是执行控制的核心.
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抑郁症患者静息态功能磁共振成像研究进展
抑郁症是一种高患病率和高致残率的精神疾病,患者往往伴有注意、执行控制、情绪等认知障碍,而基于症状学对抑郁症的发病机制、临床诊断和疗效评价的研究一直未得到突破性进展,限制了对疾病本质的认识和治疗模式的探讨.磁共振技术的产生促进了对脑神经机制的深入探讨,使得抑郁症的研究可以扩展到脑功能、神经物质代谢改变等层面.基于影像学对抑郁症的研究有阳性发现[1-2],本文主要通过总结静息态功能磁共振成像(restingstate functional MRI, rsfMRI)研究成果,综述不同类型疾病导致的抑郁症患者静息状态下脑功能变化情况.
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自我控制资源与认知资源相互影响的机制:整合模型
尽管有学者认为自我控制资源和认知资源应该是两种独立的资源,但近期的研究却表明两种资源是互相影响的.以往研究从执行控制的角度解释两种资源为什么相互影响,但却没有指出两种资源如何影响执行控制,以及缺乏考虑神经机制和自我控制资源调节变量在其中的作用.为更系统地解释两种资源相互影响的机制,作者提出了一个整合模型,该模型指出:(1)两种资源相互影响的主要原因是两者都受到执行控制和前额叶皮层的影响；(2)个体进行自我控制或认知加工会消耗能量,产生心理疲劳,降低执行任务的动机,表现为前额叶皮层激活水平下降；(3)前额叶皮层激活不足进一步限制了执行控制在随后的自我控制和认知加工任务中的作用,因而影响后续自我控制或认知加工任务的表现；(4)自我控制资源调节变量通过提高个体对疲劳的耐受性、补充能量和提高动机等方法,使前额叶皮层和执行控制在完成前一阶段任务后仍然能够正常发挥作用,从而维持个体在后续自我控制或认知加工任务上的表现.未来的研究可考察自我控制资源与其他认知加工的关系;用动态的认知神经研究方法,建立前额叶皮层激活水平在前后两阶段任务之间的中介作用模型,以及研究自我控制资源调节变量的神经机制.
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有氧锻炼对执行控制和脑功能的影响
有氧锻炼不仅能提高身体健康,也能改善脑的执行控制功能.有氧锻炼有助于降低执行控制功能老化,提高老人的认知抑制和冲突控制能力；有氧锻炼也有益于儿童的执行控制功能的发展,有氧锻炼更多或有氧体能更好的儿童有更好的执行控制能力.进一步的研究需要考察运动和其他生活因素如饮食干预、神经生长以及社会互动等因素对执行控制的交互作用,同时控制强度、频率和持续时间等变量对执行控制的影响,以达到更好的锻炼效果.
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认知和情绪冲突的监控与解决:来自轻度认知损伤的证据
轻度认知损伤(mild cognitive impairment,MCI)是介于正常老化和痴呆之间的过渡阶段.近年来,执行控制的损伤被认为是MCI的核心特征之一.当前,在MCI执行控制的领域内,对冲突监控与解决的特征及其神经机制的研究较少.本研究拟通过认知及情绪冲突实验范式,结合脑成像技术,探讨遗忘型MCI(amnestic MCI,aMCI)认知和情绪冲突的监控与解决的特征及相应的脑激活模式;通过对比aMCI和正常老年人在认知和情绪冲突任务中激活的神经环路,考察aMCI是否在执行加工的神经网络上存在激活异常.在上述研究基础上,研究者拟探讨aMCI在执行控制的冲突监控与解决上是否存在一般性的损伤机制,同时试图寻找aMCI在执行控制的冲突监控与解决方面的认知及神经生物学标记.这对深入理解痴呆的发病进程并有针对性的开展痴呆的早期识别与干预具有重要的理论意义和实践意义.
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老人坚持户外快步行走益于健脑
美国科学家一项研究发现年过六旬的老人如果坚持每周三天在户外快步行走45分钟，那么其大脑的认识处理能力会得到大幅度提高。人大脑前部的某些“执行控制”部位在决策、计划、记忆存储、提取信息等活动中发挥着重要作用，但其功能很容易因年龄的增长而减弱。美国伊利诺伊大学科学家在研究中发现，老人在户外行走中额外摄入的氧，可使其大脑反应速度加快，从……
