基于自发眨眼频率测量的中枢多巴胺功能与执行功能的相互影响机制：从儿童中期到成人早期

Executive function (EF) is very important in the development of psychology. Clinical studies found that after taking Dopamine (DA) medicine, the performance in EF tasks of children with EF disorder would improve; gene researches showed that DA genes would influence the development of EF. All these studies implied that there was closed relationship between EF and DA in childhood. However because of methods and participants, what the essential relation between EF and DA have not been clear. Spontaneous eye blink rate (EBR) is an effective clinical indicator indexing central DA function; measuring EBR is invasive; and this indicator would expand the studies about DA in the development of psychology. So far, there have been few studies about EBR and cognition. In the present proposal, by utilizing EBR as the indicator of DA, four studies through behavioral, ERPs and fMRI technology would investigate (1) the influence of DA to dimensions of EF and (2) the influence of EF trainings to DA from middle childhood to early adulthood.This proposal would reveal the developmental mechanism of EF from the angle of brain biochemical system, would deepen the knowledge about the bidirectional influence between DA and EF development; also this proposal would provide EF training models to typical and atypical children.

执行功能是一种基础的认知能力，在个体心理发展中地位重要。临床研究发现执行功能障碍儿童服用或注射多巴胺药物后，执行功能显著改善；遗传学研究发现多巴胺系统相关基因影响儿童的执行功能。这些研究说明儿童时期执行功能的发展与中枢多巴胺系统关系密切；不过受研究方法和对象的局限，目前二者的关系仍不清楚。自发眨眼频率是反映多巴胺系统综合水平的有效指标，对其的测量是非侵入式的，该指标可拓宽多巴胺指标在儿童心理发展研究中的应用，目前相关研究还在起步阶段。本项目拟通过测量自发眨眼频率，结合行为、ERPs和fMRI研究，探究从儿童中期到成人早期不同发展阶段（1）多巴胺系统的个体差异对执行功能各维度的影响，（2）执行功能训练对多巴胺系统的改变。总之本项目将从大脑生化系统角度揭示执行功能发展机制，深化对在执行功能发展中身心系统相互影响的认识；为正常发育个体的执行功能训练和精神发育异常个体认知功能的矫正提供可借鉴模式。

执行功能是指个体用意识控制自己行为的能力，包括抑制、刷新和转换三个维度，它是人类的重要的认知能力。多巴胺是大脑的重要神经递质，对大脑认知功能有着重要的影响。本项目的四个研究研究使用自发眨眼频率来反应个体中枢多巴胺功能并及利用该指标来考察多巴胺对执行功能的影响。研究一探讨了由自发眨眼频率测量的中枢多巴胺功能与不同维度的执行功能之间的关系。结果显示，个体的自发眨眼频率与执行功能各维度的关系有所不同；其中，个体的高自发眨眼频率与高抑制控制水平和高灵活转换能力相关，与低刷新能力相关。在此基础上，研究二聚焦执行功能的重要维度——抑制控制，利用事件相关电位技术探讨个体多巴胺功能对Go/Nogo任务的认知神经加工进程的影响。结果显示，自发眨眼频率与Go/Nogo N2相关，与P3无关；具体而言，高/低自发眨眼频率的个体有更负/正的N2。该结果反映了多巴胺调节与N2成分相关的冲突觉察或冲突准备。进一步，研究三考察了多巴胺对N2的调节是否受任务难度的影响。结果发现多巴胺功能对Nogo N2的调节不受任务难度的影响，Nogo刺激频率为20%和40%，Go刺激的最短反应时为1000ms和300ms时，自发眨眼频率与Nogo N2均呈现显著的倒U型相关。研究四则探讨了在不同年龄段多巴胺功能与执行功能的关系。该研究主要分析了10~12岁儿童和18~20岁青年（大学生被试）自发眨眼频率和Go/Nogo任务的相关。结果显示，在儿童组和青年组中自发眨眼频率和Nogo正确率的相关相似；对两组被试而言，高自发眨眼频率与高Nogo正确率相关，即高多巴胺功能与更好的抑制控制能力相关。总结而言，本项目首先证实了自发眨眼频率可以用于研究多巴胺对认知功能的影响的相关研究中；且对自发眨眼频率的测试是无创的，能更好的应用于发展性研究。其次，本项目首次揭示了基于自发眨眼频率的多巴胺功能对执行功能（特别是抑制控制）及其认知神经加工过程的调控；最后本项目还证实了在不同年龄段，基于自发眨眼频率的多巴胺与抑制控制的关系相似。