动机与选择性注意的交互作用的认知和神经机制

Ef?cient processing of environmental stimuli and giving prompt response to them requires two underlying mechanisms: selective attention and the reward system. While selective attention ensures us selecting task-relevant information and ignoring or inhibiting unnecessary distraction, the reward system is responsible for setting goals, encoding action values, motivating behavior, and giving drives for selecting information and making response. It is now a hot field to investigate the neural mechanisms underlying the interaction between human motivation and selective attention by using cognitive neuroscience methods. The current project will focus on the brain dynamics involved in this interaction and the task-set at hand in regulating the brain connectivity between reward-related circuits and the fronto-parietal attentional network. Specifically, we aim to address the following questions: (1) how the components of spatial attentional orienting, i.e., disengagement, shift and engagement, are affected by reward expectation and reward history, and the neural correlates underlying this interaction; (2) the impact of reward expectation on the registration and representation of visual stimuli, especially those who share visual receptive fields of the same populations of neurons, and whether the effects are taken place through more flexibility in attentional selection or more task concentration resulted from reward expectation; (3) the dynamical neural mechanisms involved when task-set plays an important role in regulating the interaction between selective attention and motivation.

人对环境中的客体施加注意并作出恰当有效的反应，受到两种机制的重要影响：注意系统和奖赏系统。注意系统保证我们能够选择必要的信息进行加工，并忽略或抑制不必要的信息。而奖赏系统负责确定目标、编码奖赏价值、推动目标指向行为，为注意选择和反应过程提供动力。采用认知神经科学技术手段考察人类动机与注意的交互作用机制研究才刚刚起步。本项目将围绕奖赏与选择性注意的指向和集中过程的交互作用，以及任务定势在各种条件下影响该动态关系这一新视角，考察奖赏与选择性注意的动态神经联系，系统地探讨以下问题：1)外源性空间注意转移过程中解脱、转移、投入等各个子成分在不同时程上受奖赏预期和奖赏联结历史影响的认知和神经机制；2)奖赏预期对视觉登记和视觉竞争的调节作用，奖赏预期影响注意选择灵活性和注意集中性的差异性神经机制；3)不同任务需求下，奖赏加工相关的脑内回路与注意选择和注意资源分配相关的额顶网络的动态联系。

本研究项目关注的问题是，动机系统与注意系统的交互作用的认知和神经机制。我们在一系列行为、脑电和功能磁共振成像实验中，采用奖赏预期范式和奖赏学习范式与空间注意转移和注意选择的经典范式结合，揭示动机过程影响视觉表征和注意选择的认知和神经机制，为理解人类的外显行为如何受到其内在驱力的影响和塑造提供了证据。首先，我们采用奖赏预期线索与外源性空间注意提示范式相结合，通过线索提示试次的奖赏预期，考察被试在不同的线索-目标间隔时程上，对线索提示有效位置和无效位置的目标检测如何受到奖励预期的影响，以及对空间注意促进效应和返回抑制的差异性影响机制。外源性注意的促进作用和返回抑制效应转变的时机受到目标复杂性的影响，实验逐步控制和变化了目标和任务的复杂性，考察了奖赏预期引发的外源性空间注意转移的具体成分(解脱、转移、投入)的变化。其次，采用奖赏联结范式与视觉搜索范式、双目标搜索范式、知觉负载范式相结合，并操纵了被试自上而下的任务定势，在行为和神经机制两个层次上考察奖赏联结刺激在注意表征和注意竞争中的特殊作用，揭示了奖赏学习依据任务定势促进和阻碍空间注意局部竞争的神经机制。项目整体进展顺利，共发表8篇SCI/SSCI收录的期刊文章和2篇中文核心期刊《心理学报》文章，并有后续研究结果仍待发表。