周晓林课题组在Cerebral Cortex发表论文
揭示人类大脑解决双趋冲突的认知神经机制
周晓林教授课题组的研究“Neural dynamics of reward-induced response activation and inhibition”于2018年10月25日在Cerebral Cortex发表。该研究揭示了大脑应对和克服双趋冲突的动态神经过程，是第一作者王立卉博士论文工作的一部分。博士生张文硕、比利时根特大学Ruth Krebs、Nico Boehler以及荷兰阿姆斯特丹自由大学Jan Theeuwes参与了部分工作。该研究得到了国家自然科学基金重点项目（31630034）的支持。
人类会自动地被奖赏刺激所吸引，并产生相应的行为反应来趋近奖赏刺激，这一认知行为过程对人类的生存具有重要的进化意义。然而，这一趋近反应如不符合当前的任务目标，则会产生“双趋冲突”。此时，我们需要调动大脑的执行控制功能，来克服冲突、抑制不符合当前目标的自动化反应，最终实现任务目标。周晓林课题组结合认知行为模型、脑电（EEG）和功能磁共振成像（fMRI）技术，揭示了这一动态过程的认知神经机制。
该研究发现，在视觉空间的一侧（如左侧）呈现与奖赏相关的刺激时（图1A），会诱发同侧手（如左手）的自动反应，并在大脑对侧的运动皮层诱发更强的神经活动，表现为脑电LRP成分波幅增强和运动皮层的信号增强（图1B）。但在某些实验条件下要求被试用对侧手来做出反应时，则会诱发反应冲突，导致反应时间显著变慢（即所谓的Simon 效应）。
图1. （A）实验范式。（B）运动皮层的脑电信号（左）和磁共振成像信号（右）。在不需要反应抑制的条件下，运动皮层对奖赏刺激的响应增强；在需要反应抑制的条件下，运动皮层对奖赏刺激的响应减弱（被抑制）。
在个体水平上，奖赏在运动皮层诱发的活动越强，其所导致的行为反应冲突就越大。在克服这一反应冲突的过程中，大脑前额叶的活动变强，表现为前额叶的电位在theta频段的振荡活动变强（图2A），以及负责反应抑制的脑网络（辅助运动区pre-SMA，右侧额下皮层rIFC和大脑皮下运动神经核团basal ganglia）的信号增强（图2B）。动态因果模型分析发现， 在评估当前任务是否需要执行反应抑制的过程中，pre-SMA到rIFC之间的功能连接增强，产生因果性作用（图2C）。具体表现为，pre-SMA通过评估和权衡当前任务需求，调动rIFC和basal ganglia来执行反应抑制、解决冲突。
图2. 对奖赏刺激诱发的自动化反应进行抑制的过程（A）前额叶在theta频段的振荡活动增强。（B）负责反应抑制的脑网络活动增强。（C）动态因果模型揭示pre-SMA到rIFC的功能连接在抑制过程中的重要作用。
该研究揭示了大脑应对和克服双趋冲突的动态神经过程，提供了来自行为、脑电和磁共振成像的一致性证据，体现了人类大脑根据当下情境做出适应性反应的特性。
Wang L, Chang W, Krebs R, Boehler NC, Theeuwes J, Zhou X. (in press). Neural dynamics of reward-induced response activation and inhibition. Cerebal Cortex. https://doi.org/10.1093/cercor/bhy275