認知控制與情緒/Cognitive Control and Emotion

認知控制/ Cognitive Control

認知控制是一種能夠依照當下的目標,隨著時間處理資訊,進而引導行為的能力。這種能力也跟注意力控制、抑制控制、工作記憶、認知彈性有關。基於神經心理與神經生理的研究,前額葉不是負責認知控制的唯一重要腦區,尾狀核 (caudate nucleus) 與丘腦下核 (subthalamic nucleus) 同樣在調節認知控制上扮演很重要的角色。

我們使用fMRI、EEG等工具結合 stop-signal paradigm,來探討抑制控制的神經基礎。近期我們與其他團隊已證實,右側 fronto-basal-ganglia network負責抑制控制,以及 frontoparietal network 負責直接注意力。

探討動機與抑制控制的關聯

藉由 fMRI,我們發現動機狀態(motivation status)會影響 anterior caudate 與 pre-supplementary motor area (pre-SMA)的活性,動機(motivation)會透過改變 pre-SMA 與 right inferior frontal gyrus (rIFG)之間的連結來影響抑制行為。

Brain areas showing strengthened coupling with the pre-SMA when participants were motivated. Brain activations were thresholded at voxel level p < 0.005 and corrected at cluster level with a FWE p < 0.05. (pIFG: posterior inferior frontal gyrus; AC: anterior caudate; pSTS: posterior superior temporal sulcus.)

EEG實驗證據

從事件相關電位(ERP)可以看到,當受試者被激勵時,「無法成功停止」的行為會誘發較大振福與較早的N2,顯示受試者對於無法正確停下的錯誤訊息很敏感。

無法預期的酬賞對於動作抑制的影響

從fMRI影像上可以看到,由無法預期的事件所引發的廣泛範圍腦區,對事件的正負性( 酬賞/懲罰 )不敏感,顯示bottom-up 注意力部屬是源自 salience effects。然而,行為測量與區域腦區活性的跨受試者相關分析顯示,pre-SMA 與 right posterior inferior frontal cortex 對無法預期事件的正負性( 酬賞/懲罰 ) 有不同的影響。

The SSRT reduction was highly correlated with rIFG activity only for the positive reward (Left) but highly correlated with activation in the right pre-SMA only for the negative reward (Right). Improvement in action inhibition was associated with the regional activity related to inhibition processes, but the impacts were different depending on the reward valence.

Publications

  1. Lee H. -J., Lin F. -H., & Kuo W. -J. (2017, Aug). The neural mechanism underpinning balance calibration between action inhibition and activation initiated by reward motivation. Scientific Reports, 7(1), 9722.

音樂與情緒/Music and Emotion

雖然音樂治療已被廣泛運用在臨床,但其神經機制仍未明,尤其音樂的各種聲學特性所扮演的角色還有待證實。在臨床音樂治療與基礎神經科學之間的狹長光譜中,我們以一項很常見、會引發令人極度難受情緒的狀態——失戀,作為切入點,以神經造影工具探討音樂如何作用於我們的負向情緒。

「被失戀」這種社會性拒絕(social rejection)行為引發被分手者難受到甚至「心痛」的情緒,是有演化意義的。在遠古時代,離開群居生活會威脅個體生存機會,因而我們負責處理生理疼痛的腦區也就演化出「心理疼痛」的感受,使得個體面臨社會性拒絕時會感受到心痛,以督促他們回歸群居生活。

誘發情緒的 fMRI 實驗

除了主要欲觀察的「失戀」回憶,我們使用「好朋友」快樂回憶與「不熟的人」情緒中性回憶作為對照。
腦造影結果顯示:
● 跟評量自身情緒狀態相關的 OFC, mPFC, PCC腦區活性是被分手回憶跟好朋友回憶差不多,但兩者活性都比中性回憶高。
● 被普遍視為感官資訊中繼站的thalamus,也是被分手回憶跟好朋友回憶差不多高活性,活性皆比中性回憶高。
● 那些隸屬於疼痛網絡(PPN)的腦區則與過往研究相呼應,不僅在anterior insula, dACC, SMA腦區的活性皆被分手回憶>好朋友回憶>中性回憶,更看到特別在被分手回憶的情緒狀態下,自我評量越難受的時候活性也越強。



被普遍視為感官資訊中繼站的thalamus,也是被分手回憶跟好朋友回憶差不多高活性,活性皆比中性回憶高。
那些隸屬於疼痛網絡(PPN)的腦區則與過往研究相呼應,不僅在anterior insula, dACC, SMA腦區的活性皆被分手回憶>好朋友回憶>中性回憶,更看到特別在被分手回憶的情緒狀態下,自我評量越難受的時候活性也越強。

大小調音樂作用於負向情緒

以前一個實驗確保能穩定誘發受試者不同情緒後,我們以Hevner發明的方式操弄與情緒最相關的聲學特性——大小調,使得兩段旋律大部分的音相同,所傳達的情緒卻大大不同。