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任务的完成依赖于基本的感觉和运动过程以及调节这些基本过程的更高层的认知活动。任务切换(taskswitching)是研究执行控制的重要范式。在实验条件下,被试需要完成不止一种任务靶子出现之前会有提示告知需要完成的任务,被试根据提示对相应的任务规则进行准备,靶子出现后按照规则进行反应。提示和靶刺激之间的间隔被称为准备阶段,靶子呈现后,对靶子应用规则并做出反应的阶段被称为执行阶段。本实验关心的关键控制过程有两个:根据提示加强任务相关的刺激-反应联结和根据靶子选择正确的刺激-反应联结。本研究在沿用分离准备和执行阶段脑活动方法的基础上,更进一步考察了两个关键过程的脑机制以及它们之间的关系,该两过程分别是:1)属于准备阶段的对任务相关的刺激-反应联结的加强;2)属于执行阶段的对刺激-反应联结的选择。
本研究的实验逻辑为:准备阶段对任务相关联结更好的加强可以减轻任务执行阶段选择正确联结的压力,而在提示中明确给出任务规则可以引发对任务相关联结更好的加强。本实验设置了一种新的提示类型:提示中同时有任务类型和任务规则的信息,我们称之为规则提示。我们预期:提示任务规则(相对于只提示任务类型)更好地加强了任务相关联结,于是执行阶段,在提示任务规则(相对于只提示任务类型)的试次,被试只需要付出更少的努力就能选择出正确的联结。另外,沿用只有提示的试次(cue-only)可以分离准备阶段和任务执行阶段的脑活动,因而可以通过规则提示-任务提示在准备阶段的比较来考察对任务相关刺激-反应联结的加强;通过任务提示-规则提示在任务执行阶段的比较来考察对刺激-反应联结的选择。功能磁共振成像(functionalmagneticresonanceimaging,fMRI)实验的结果显示:前辅助运动区(pre-supplementarymotorarea,pre-SMA)和左侧中央前回(leftprecentralgyrus)对准备阶段刺激-反应联结的加强有重要作用,而右侧中央前回(rightprecentralgyrus)负责正确的刺激-反应联结的选择。并且对于绝大部分被试,提示引发的联结加强区域的活动越强烈,负责联结选择的区域在任务执行阶段的活动越弱,说明准备阶段对任务相关联结更好的加强可以减轻任务执行阶段选择正确联结的压力。