刺激冲突和反应冲突的事件相关电位特征：中顶部P3(1)
摘要 在色-词Flanker任务中，研究者采用2：1映射设计能构造两类冲突：刺激冲突和反应冲突。然而，这两类冲突所涉及的神经机制还不清楚。本研究采用2：1映射设计，记录了31个健康成人被试完成色-词Flanker任务时的行为和脑电数据。反应时数据显示了明显的刺激冲突和反应冲突。事件相关电位结果表明，中顶部P3峰值与刺激冲突有关，峰潜伏期能预测反应冲突。所以，中顶部P3反映了刺激冲突和反应冲突的神经机制。
关键词 2：1映射设计，色-词Flanker任务，事件相关电位，P3。
分类号 B842.5
1前言
在认知控制研究中，当个体完成一致性任务时，如Flanker任务(Eriksen&Eriksen，1974)、Simon任务(Simon，1990)和Stroop任务(Stroop，1935)，相对于干扰刺激和目标刺激一致(congru-ent，c或CO)的条件，被试在两者不一致(in-congruent，I)条件下的行为反应更慢，错误率可能更高。即在I条件下，被试表现出明显的行为冲突，冲突量可用I-C来计算。
采用2：1映射设计(2：1 mappingdesign，两种刺激对应一个反应键)(De Houwer，2003；Eriksen&Eriksen，1974)可将一致性任务中的I條件进一步细分为刺激不一致(stimulus incongruent，SI)和反应不一致(response incongruent，RI)两种条件。在sI条件下，干扰刺激和目标刺激不同，但是它们所激活的反应相同；在RI条件下，干扰刺激和目标刺激不同，它们所激活的反应也不同。由此，干扰刺激和目标刺激之间的冲突可分解为发生在刺激加工水平上的刺激冲突(stimulus conflict，SC)和发生在反应输出水平上的反应冲突(responseconflict，RC)(Kornblum，Hasbroucq，&Osman，1990；van Veen，Cohen，Botvinick，Stenger，&Carter，200 1；Zhang，Zhang，&Kornblum，1999)。在反应时或错误率上，可用SI-CO和RI-SI来分别量化这两类冲突。
维度重叠(dimensional overlap，DO)模型对SC和RC的产生提出了合理的解释(Kornblum eta1.，1990；Kornblum&Lee，1995)。该理论认为，在一致性任务中，刺激同时包含了两个维度，一个维度与任务相关(目标维度)，另一个维度与任务无关(分心维度)。在刺激反应映射规则的作用下，这两个维度会出现不同程度的重叠，从而产生冲突。如果重叠只发生于目标刺激和分心刺激的加工阶段，那么这两个维度将激活相同的反应，从而只产生SC。如果重叠出现在目标刺激和分心刺激的反应输出阶段，那么这两个维度将激活不相同的反应，从而产生RC。在一致性任务中，研究者通常设计c和I两种条件。然而，在这样的设计中，在I条件下，重叠既出现在目标刺激和分心刺激的加工阶段，又出现在反应输出阶段。所以，I条件既包含了SC，又包含了RC。为了考察这两类冲突的产生机制，研究者通常联合采用一致性任务和2：1映射设计。
先前的事件相关电位(event-relatedpotentials，ERPs)研究发现，在Flanker任务中，c条件下的P3波幅比I条件下的P3波幅更大(Doucet&Stelmaek，1999)。由于Botvinick等人(Botviniek，Cohen，&Carter，2004；Braver，Batch，Gray，Molfese，&Snyder，2001)提出，冲突是任务难度的一个典型特征(Gevins，Smith，McEvoy，&Yu，1997；Posner&DiGirolamo，1998)，所以P3波幅可能与任务难度有关，任务越难，P3波幅越小(Picton，1992)。另外，Purmann等人采用Flanker任务考察了冲突加工的时间过程(Purmann，Badde，Luna-Rodriguez，&Wendt，2011)。结果发现，I条件下的P3峰潜伏期比c条件下的P3峰潜伏期更长。由于P3峰潜伏期是量化刺激评估所需时间的指标(Kutas，McCarthy，&Donchin，1977)，所以Flanker任务中的冲突可能发生在刺激评估过程中。
综上所述，采用基于色-词Flanker任务(Chen，Tang，&Chen，2013)的2：l映射设计，本研究以中顶部(centro-parietal region)P3为ERPs指标(Polich，2007)，揭示了SC和RC的神经机制。
2方法
在Tang，Hu，Lei，Li和Chen等人(2015)的研究中，研究者采用基于色词Flanker任务(Chen eta1.，2013)的2：l映射设计和前测练习后测范式，在时频域(time-frequencydomain)上揭示了练习对SC和RC的影响及其神经振荡机制；在时域(time domain)上，对于SC和RC，P3平均波幅不受练习因素的影响。另外，研究者只利用了前测和后测的数据，这导致数据的利用率很低。基于这些考虑，本研究对Tang等人(2015)的行为和ERPs数据重新进行了分析。
2.1被试
31名18-26岁的健康成人(21名女性)自愿报名参加本实验。他们的平均年龄为22岁，标准差为2岁。所有被试均口头报告为右利手，视力或矫正视力正常，在此之前没有参加过类似实验，且对本次实验目的毫无知情。所有被试在环境舒适的实验室里单独参加测试，并在实验前填写知情同意书，实验完成后得到一定报酬。
2.2实验仪器与材料
采用计算机呈现刺激，计算机的显示器为联想LX-GJ556D，17寸彩显，分辨率为1024～768，颜色为真彩色，刷新率为85 Hz，屏幕背景为黑色。实验程序由E-prime心理学软件(美国匹兹堡)编制运行，被试的反应由QWERTY键盘记录。被试距屏幕的距离约为60 cm。 (唐丹丹 彭微微 杨青松 陈安涛 陈雪飞)
关键词 2：1映射设计，色-词Flanker任务，事件相关电位，P3。
分类号 B842.5
1前言
在认知控制研究中，当个体完成一致性任务时，如Flanker任务(Eriksen&Eriksen，1974)、Simon任务(Simon，1990)和Stroop任务(Stroop，1935)，相对于干扰刺激和目标刺激一致(congru-ent，c或CO)的条件，被试在两者不一致(in-congruent，I)条件下的行为反应更慢，错误率可能更高。即在I条件下，被试表现出明显的行为冲突，冲突量可用I-C来计算。
采用2：1映射设计(2：1 mappingdesign，两种刺激对应一个反应键)(De Houwer，2003；Eriksen&Eriksen，1974)可将一致性任务中的I條件进一步细分为刺激不一致(stimulus incongruent，SI)和反应不一致(response incongruent，RI)两种条件。在sI条件下，干扰刺激和目标刺激不同，但是它们所激活的反应相同；在RI条件下，干扰刺激和目标刺激不同，它们所激活的反应也不同。由此，干扰刺激和目标刺激之间的冲突可分解为发生在刺激加工水平上的刺激冲突(stimulus conflict，SC)和发生在反应输出水平上的反应冲突(responseconflict，RC)(Kornblum，Hasbroucq，&Osman，1990；van Veen，Cohen，Botvinick，Stenger，&Carter，200 1；Zhang，Zhang，&Kornblum，1999)。在反应时或错误率上，可用SI-CO和RI-SI来分别量化这两类冲突。
维度重叠(dimensional overlap，DO)模型对SC和RC的产生提出了合理的解释(Kornblum eta1.，1990；Kornblum&Lee，1995)。该理论认为，在一致性任务中，刺激同时包含了两个维度，一个维度与任务相关(目标维度)，另一个维度与任务无关(分心维度)。在刺激反应映射规则的作用下，这两个维度会出现不同程度的重叠，从而产生冲突。如果重叠只发生于目标刺激和分心刺激的加工阶段，那么这两个维度将激活相同的反应，从而只产生SC。如果重叠出现在目标刺激和分心刺激的反应输出阶段，那么这两个维度将激活不相同的反应，从而产生RC。在一致性任务中，研究者通常设计c和I两种条件。然而，在这样的设计中，在I条件下，重叠既出现在目标刺激和分心刺激的加工阶段，又出现在反应输出阶段。所以，I条件既包含了SC，又包含了RC。为了考察这两类冲突的产生机制，研究者通常联合采用一致性任务和2：1映射设计。
先前的事件相关电位(event-relatedpotentials，ERPs)研究发现，在Flanker任务中，c条件下的P3波幅比I条件下的P3波幅更大(Doucet&Stelmaek，1999)。由于Botvinick等人(Botviniek，Cohen，&Carter，2004；Braver，Batch，Gray，Molfese，&Snyder，2001)提出，冲突是任务难度的一个典型特征(Gevins，Smith，McEvoy，&Yu，1997；Posner&DiGirolamo，1998)，所以P3波幅可能与任务难度有关，任务越难，P3波幅越小(Picton，1992)。另外，Purmann等人采用Flanker任务考察了冲突加工的时间过程(Purmann，Badde，Luna-Rodriguez，&Wendt，2011)。结果发现，I条件下的P3峰潜伏期比c条件下的P3峰潜伏期更长。由于P3峰潜伏期是量化刺激评估所需时间的指标(Kutas，McCarthy，&Donchin，1977)，所以Flanker任务中的冲突可能发生在刺激评估过程中。
综上所述，采用基于色-词Flanker任务(Chen，Tang，&Chen，2013)的2：l映射设计，本研究以中顶部(centro-parietal region)P3为ERPs指标(Polich，2007)，揭示了SC和RC的神经机制。
2方法
在Tang，Hu，Lei，Li和Chen等人(2015)的研究中，研究者采用基于色词Flanker任务(Chen eta1.，2013)的2：l映射设计和前测练习后测范式，在时频域(time-frequencydomain)上揭示了练习对SC和RC的影响及其神经振荡机制；在时域(time domain)上，对于SC和RC，P3平均波幅不受练习因素的影响。另外，研究者只利用了前测和后测的数据，这导致数据的利用率很低。基于这些考虑，本研究对Tang等人(2015)的行为和ERPs数据重新进行了分析。
2.1被试
31名18-26岁的健康成人(21名女性)自愿报名参加本实验。他们的平均年龄为22岁，标准差为2岁。所有被试均口头报告为右利手，视力或矫正视力正常，在此之前没有参加过类似实验，且对本次实验目的毫无知情。所有被试在环境舒适的实验室里单独参加测试，并在实验前填写知情同意书，实验完成后得到一定报酬。
2.2实验仪器与材料
采用计算机呈现刺激，计算机的显示器为联想LX-GJ556D，17寸彩显，分辨率为1024～768，颜色为真彩色，刷新率为85 Hz，屏幕背景为黑色。实验程序由E-prime心理学软件(美国匹兹堡)编制运行，被试的反应由QWERTY键盘记录。被试距屏幕的距离约为60 cm。 (唐丹丹 彭微微 杨青松 陈安涛 陈雪飞)