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事件相关电位在青少年不同认知风格：

场依存和场独立性的研究

摘要场独立/依存是一个重要的人格维度和认知风格。

在调动和/或分配心理注意容量的不同能力被认为是场独立/依存认知风格最可能的解释。

许多描述注意控制功能性神经解剖学的研究表明存在一个可分离的子过程，冲突监测和认知控制系统。

然而，很少有人知道它。

我们可以通过充分利用场独立/依存认知风格的变量从而把“认知控制”系统从冲突处理中分化出来。

此外，本质上是认知风格往往是在心理和教育领域有广泛的研究，但几乎没有涉及到神经科学领域。

我们推测通过事件相关电位可以帮助解释场独立和场依存个体之间在信息加工过程的差异。

研究报告的目的在于探讨认知控制”系统和冲突处理系统在刺激匹配任务中可能之间的关系的。

我们首先描述标准化的场独立/依存的北京高二的汉族学生，以160名相同年龄，教育，生活和文化背景学生为被试。

根据其团体隐蔽图形测验的结果（场独立：

5-8；场依存：

17-19）选定二十六名青少年并分为2组（典型场独立组和典型场依存组）。

他们同时参加了韦克斯勒成人智力量表（修订）的测试和刺激匹配任务。

被试对按顺序呈现的两组图案完成刺激匹配任务，包括匹配（相同形状）和冲突（不同形状）两种情况，同时测量被试的事件相关电位。

结果表明，与平均振幅N270相关性上场独立组相对较高，而场依存组在冲突的条件下几乎所有的中央额叶区域活动。

我们得出这样的结论：

通过“认知”控制系统，场独立/依存认知风格可以影响冲突处理场独因为立和场依存被试在调动和/或分配注意力资源方面有不同能力，而这是可以被索引的N270。

关键词场依存/独立；事件相关电位；N270；冲突处理；认知控制；注意

1引言

场独立/依存是一个重要的人格维度和认知风格，它可以识别个人的感知风格，智力，人格与社会行为（Saracho，2003）。

它是在最广泛的研究方面的文献中出现的认知风格。

认知风格维度标示出场独立和场依存个体在提炼和加工信息中的独特方法。

个体被定位在极端的场依存到极端的场独立的连续体上。

越是趋向于场独立的被试越趋向于以积极和深入的方式从环境中分离出客观物体。

（Pascual-Leone1989;Goodeetal.2002）。

另一方面，极端的场依存被试更依赖于整体的场，虽然整体场更容易清晰地感知为统一体，但是被试在场内隐蔽的部分不容易被感知。

换言之，场独立个体更容易从背景中分离出重要信息，并且更可能受内部线索而不是外部线索同时进行选择性信息输入（Guisandeetal.2007;Zhang2004）。

场依存的人很难从内容背景中分离传入的信息，他们更可能受外部线索和非选择性信息的影响。

此外，场独立的个体看起来冷漠孤立，因此他们的是社会孤立的，但有良好的分析能力，，然而场依存被试对人有强烈的兴趣并且对他们感兴趣的人关系紧密（Saracho2003）。

一些文书已制定评估场依存/独立的结构，包括广泛运用的隐蔽图形测验，棒框测验测试和团体隐蔽图形测验（Witkinetal.1971）。

团体隐蔽图形测验是一个传统的视觉空间测试，包括图形—背景分离，这需要观察者在复杂的图形中发现简单图形。

场依存/独立测量评估的是参与者能够从背景信息中独立判断的程度，这也许需要至上而下（知识/目标驱动）的知觉加工。

为了了解场独立和场依存被试在认知任务中的不同表现，认知方式已经在多种背景中描述，但是不同的认知加工还没有被充分界定。

在这些情况下，注意力进程吸引了特别的兴趣。

许多先前的研究表明，场依存的人与同龄的场独立的人有相同的心理注意容量，但他们缺乏调动和/或分配心理注意容量的成熟的执行方案（Baillargeonetal.1998;Pascual-Leone1987;Guisandeetal.2007）。

场依存被试在信息加工中趋向于表层或自动化的方式，而场独立被试则更趋向于运用跟多的神经资源进行深加工（Goodeetal.2002）。

基本认知风格（场依存/独立）在心理和教育领域有广泛的研究，但几乎没有在神经科学。

事件相关电位（ERP）是神经科学中最流行的方法之一，是一个重要的、敏感的电生理工具与高时间分辨率的脑认知功能的工具。

因此，我们认为，通过ERP的成分可以帮助我们解释中场依存/独立的认知风格是如何影响大脑信息处理的。

许多描述注意控制的功能性神经解剖学的研究表明存在可分离的冲突监测和认知控制子过程，由外侧额叶皮层（LFC）和背侧前扣带皮层（ACC），分别为Botvinicketal.2004;MacDonaldetal.2000）。

有人认为，背侧前扣带皮层进行连续监测潜在冲突的反应（由“串扰”不同的处理流引起），外侧额叶皮层执行认知控制在高冲突检测中解决冲突的偏置信息处理的任务有关的特性（Ridderinkhofetal.2004;Botvinicketal.2004）。

当检测到冲突时，冲突监测触发“认知控制”体系，这就是通过知觉注意偏置过程来解决冲突（Kernsetal.2004;Botvinicketal.2004）。

YacorynksyandDavies（1945）表明，额叶病变的患者在隐蔽图形测验（在复杂图形中觉察简单图形）中表现不佳。

因此，我们预测由于场依存和场独立被试在调动和/或分配注意资源的能力不同，而场依存/独立认知风格会通过认知控制系统影响冲突过程。

本研究应用刺激匹配的任务。

认知过程采用的刺激匹配任务包括对刺激的采集、编码、检索、比较和测定左或右按钮。

认知控制”系统调制的工作记忆和冲突监测是完成任务的关键（Maoetal.2005）。

在这个任务中神经元变化的时间过程是通过检查ERP的两种特殊成分：

N270和P300检测出来的。

N270是ERP的内源性负性成分，它与第二个刺激（S2）在某些属性包括颜色、形状、位置、三维轮廓、心理特征（如算术）、数值和刺激时间上不同于另一个前刺激（S1）时，N270S2开始后270毫秒的高峰出现（Tianetal.2001;Cuietal.2000;YangandWang2002;Wangetal.2003a,b;Wangetal.2000;Kongetal.2000;Maoetal.2004）。

当视觉刺激信息与听觉信息冲突时也可以交叉诱导出N270（Wangetal.2002）。

此外，在相关任务不匹配条件和不相关任务条件一样也可以诱导N270，只是在相关任务条件下N270是更偏向负性（Wangetal.2004）。

这就是说，尽管信息冲突可以通过在线检测功能来自动检测，但是冲突过程可以通过注意来加以调节。

因此，N270被认为是存在于人类大脑的一个冲突处理系统的指数（Wangetal.2001）。

如果场独立或场依存被试认知风格的不同可以在大脑冲突处理过程中表现出来，那么我们就假设它可以作为N270的指数。

另一个常见的事件相关电位的成分是与注意相关的P300，它是从大约300–650毫秒到中央–顶叶区的最大的正性波（Polich2007）。

P300被广泛地认为是改变心智模式以对环境作出适当反应机制的一种神经特征（Polich2007）。

记忆比较过程判定决定传入的刺激是否与前面的刺激相同作为P300的基本的模型。

如果不同，就会产生除早期的外源性成分外的内源性脑成分P300，这反映了刺激环境更新的神经模型（Polich2007;Linden2005）。

Goode和他的同事使用工作记忆和注意抑制（WM/I）任务来探讨是否不同的认知风格（场依存/场独立）可以反映在不同的活动中（Goodeetal.2002），这是在神经科学中运用神经生理学的方法涉及到认知风格的唯一报告。

他们发现在高记忆负荷条件下场依存组的P300振幅较高，这说明场依存被试在高记忆负荷条件下必须改变他们常用的总体感知注意的策略来加工任务信息。

然而，他们并没有限制参加测试被试的一般条件和智力也没有评估被试是否是极端的场依存或场独立。

认知维度的评价可能会受到很多因素的影响，如年龄、生活条件、文化、教育、性别、种族等，尤其是智力（智商）。

BrebnerandStough（1995）表明，在智力测试的范围外，智力和人格的相关的常识性观察往往围绕着信息处理、慎重考虑、或有计划地行为中的速度或效率。

这应该提醒我们，作为反映信息处理独特方式的智力是与人格因素唯一相关的可能性。

此外，先前的研究表明智商影响P300。

P300的振幅与智商成正相关（Russoetal.2008）。

因此，我们认为限制研究被试是至关重要的，这将方便划定调查群体。

这是根据一些客观标准并结合在刺激匹配任务中的场依存/场独立认知风格来评估和选择被试的第一个准实验设计。

认知风格为我们从冲突监控系统中分离认知控制提供一个新的途径并且可以帮助我们利用不同认知风格的被试在调动和/或分配注意力资源有不同的能力，从而对它有一个更好的了解。

P300的振幅与智商成正相关。

我们先前的研究也表明，轻度认知障碍患者（MCI）的N270的振幅比正常同龄人更不具有负性，这些患者比正常老人的智商显著更低（未发表）。

我们可以合理的认为，通过智力测试评估的一般认知能力会影响N270和P300的振幅，这就是为什么我们在做分析时用智商分数作为协变量。

因此韦克斯勒成人智力量表中国修订版是筛选被试的一个工具。

2方法

2.1被试

为了选择极端场依存和场独立被试，我们在北京泸州高中召集了一个的青少年群体（17–19岁）。

所有参与者都是汉族并且居住在同一地区，接受相似的教育。

一百六十名年龄从17到19岁青少年（包括86名女生）自愿参加团体隐蔽图形测验。

通过团体隐蔽图形测验结果筛选出26名学生，根据他们场依存/场独立的极端程度将被试分为场依存组合场独立组。

场独立组有13名（7名女生）场依存极端的被试，他们获得5—8分（正确答案数）。

场独立组有13名（6名女生）场独立极端的被试，他们获得17—19分。

26名被试完成智力测验和刺激匹配任务，选中的26名志愿者被试给予报酬和享有知情同意权。

他们没有任何神经或精神疾病的历史，均为右利手，视力或矫正视力正常。

2.2团体隐蔽图形任务

团体隐蔽图形测验是一种团体组织和时间限制的纸笔测验，是个改编自体隐蔽图形测验（Witkinetal.1971）。

本研究采用北京师范大学心理学院修订的中文版团体隐蔽图形测验采用大多数原有团体藏图测验项目并对一些图形的做修改。

修订版团体隐蔽图形测验包括9个练习图形和20个测验图形，测验要求参与者在复杂图形中定位简单图形（9个中的任意一个，在测试手册中单独列出一张）。

被试的任务是在限定时间内尽快从复杂图形背景中定位和跟踪简单图形，测试划分为三个5分钟的部分：

练习阶段为第一部分（9个图形）；第二部分（10个图形）；第三部分（10个图形）。

正确答案的只统计第二、三部分（分数从0—20分）作为测验得分，分数越高，就越趋向于场独立。

修改原始团体藏图测验是基于多试点测试五年级的学生从五个小学，和修改时间是根据试验四组（成人，高中学生，初中学生，小学学生）。

有效性测试过的皮尔森相关系数之间的团体藏图测验量表和棒和帧测试（影视）[M=0.49，磷“0.05]。

可靠性计算皮尔森相关系数之间的部分和部分的订正团体藏图测验[M=0.90，磷“0.05]（手工书团体藏图测验由北京师范大学）。

160青少年参加了团体藏图测验。

三例被排除在研究，由于低分数部分。

我们推测，他们不理解指令的修订团体藏图测验。

2.3智力测试

韦氏智力量表修订版（1983），在中国是最受欢迎的智力量表。

这是有组织的26个被试。

智力测试包括11个分测验，包括词汇，相似性，算法，数字广度，信息，图片，理解，数字符号（编码），分块设计，图片排列和对象组件。

所有选定的参与者进行了测试专家在宣武医院在中国北京。

2.4刺激匹配任务和事件相关电位（电位）记录

在黑色背景上白色的几何图形（正方形，圆形，三角形，菱形，星星，等）的被用作刺激的刺激匹配任务（见图1），这是广泛使用在以前的研究（Tianetal.2001;Cuietal.2000;YangandWang2002;Wangetal.2003a,b;Wangetal.2000;Kongetal.2000;Maoetal.2004）。

他们提出了每个主题的中心，一个计算机控制的视频监视器。

这一数字是50毫米×50毫米，向1.43°视角的垂直和水平。

有120个试验的实验。

每个试验包括配对刺激：

第一刺激（S1）和二刺激（S2），每个闪为300毫秒序列与起始刺激间隔为1000ms，试验的间隔时间为3秒。

实验有两个条件：

（1）条件1，二者相同；

（2）条件2，二者不同。

两个条件条件的概率相等（每个条件有60判断）并且随机分配。

受试者被要求判断二者是否二相同。

两个条件随机出现以防止主试得到任何线索。

图1刺激匹配任务。

有120条白色的几何图形（在黑色背景，呈现在中心，一个计算机控制的视频监控在这项任务。

两个刺激配对闪光300毫秒，时间从一开始的到第二个在一个对1000毫秒间隔结束前S2和起始的是以下一3秒后立即开始二，主试按下一个按钮显示无论是相同的12每个主题进行的刺激匹配任务坐在灯光昏暗的房间，声衰减响应按钮下的手，监察100厘米在他们面前。

所有120个判断，分布在部分随机试验。

所有参与者指听示按下左按钮的用左手拇指快和尽可能准确地在我和相应条件按右键用右手拇指在条件的一部分。

左手或右手用于每个响应抵消在其他部分。

之间的关系的条件和手的反应是平衡的问题。

系统记录与银/氯化银电极，其阻抗低于5kΩ，在Fz,Cz,Pz,Oz,FP1,F3,F7,C3,T3,P3,T5,O1,FP2,F4,F8,C4,T4,P4,T6和O2按国际10/20参考电极的顶部的鼻端。

垂直和水平电图（眼电图）记录，分别计算两对电极固定的上方和下方的左眼和外眼角双眼。

该系统的信号扩增带通0.05–100赫兹，在1000赫兹采样和存储在硬盘的离线分析。

平均有效保护率进行数字滤波通带从0.05到40赫兹。

平均是800毫秒的第一个200毫秒开始前S2担任基线。

所有饱和试验以及眼睛闪烁和不正确的反应被排除在平均过程。

每个条件（匹配或冲突）分别有超过30次的ERP。

3统计数据分析

修订版团体隐蔽图形测验量表的信度表示为阿尔法系数。

多变量测试是用来比较的2组之间的总体智商。

由于许多测验智力测试被广泛独立使用在其他研究（Gorenetal.1996;Vitielloetal.2006）,，单因素分析是用来比较两者之间的差异团体在每个分测验的智力测试。

用皮尔逊相关系数计算团体藏图测验和智力测试确定团体藏图测验分数与测验的智力测试有怎样的相关。

行为的准确度和反应时间的数据和平均振幅成分被提交给一个方差分析（方差分析）。

对ERP的成分，一个混合模型方差分析（方差分析：

组间×匹配与冲突的状况×电极）运行。

所有组内方差分析值报告Greenhouse–Geisser（GG）,如果df > 1，部分eta-squared值（η2）报告也适用。

4结果

4.1团体认知风格测验数据

该团体隐蔽图形测验结果产生的分数范围从5到19（

 = 13.0,SD = 3.32）。

场依存组从5到8（

 = 7,SD = 1.22），而场独立组分数从17到19（

 = 18,SD = 0.71）。

整个团体隐蔽图形测验量表的克伦巴赫的阿尔法系数为0.729。

4.2智力测试数据

表1显示场依存和场独立组智商测验分数的平均数和标准差和。

多变量分析进行评价的差异总智商之间的2组。

总成绩的智力测试显示没有显着主要作用的组，F（1,14） = 2.014,p = 0.109。

然而，分别比较每两组每个分测验智力测试的分数，采用单因素分析以确定哪些分量表的分数。

结果表明，在物体组合任务中只有场独立被试的分数比场依存组被试差异显著，F（1,24） = 12.041,p = 0.002。

团体隐蔽图形测验分数和物体组合任务分数之间的相关性为总样本正相关并且差异显著[r = 0.55,p < 0.05,two-tailed,n = 26]。

物体组合任务的目的是评估处理部分与总体关系的能力。

在这方面场独立组被试比场依存组被试表现更好。

因此，物体组合任务符合团体隐蔽图形测验结果和支持有效的团体藏图测验任务作为场依存/独立估算智力测试数据。

表1场独立和场依存组被试在智力测验平均数和标准差

场依存组

场独立组

被试间效应（p）

信息

8.69 ± 2.46

9.46 ± 1.71

0.364

理解

8.31 ± 3.33

9.23 ± 2.52

0.433

算术

11.54 ± 1.56

12.08 ± 2.40

0.504

相似性

8.77 ± 1.59

9.69 ± 3.30

0.373

数字宽度

12.77 ± 2.95

14.54 ± 2.15

0.093

词汇

7.77 ± 2.35

9.08 ± 1.19

0.086

数字表征

15.62 ± 2.22

15.31 ± 1.75

0.698

图行完成

8.08 ± 1.50

9.38 ± 2.26

0.094

设计区块

11.23 ± 2.42

12.92 ± 1.85

0.056

图形组合

8.46 ± 2.30

10.00 ± 2.45

0.111

物体组合

9.62 ± 3.84

14.00 ± 2.45

0.002

4.3刺激匹配任务数据

4.3.1行为数据

行为的准确性和反应时间数据列于表2。

2×2方差分析（场依存和场独立×匹配与冲突的条件）分别计算不同组行为的准确性和反应时间。

智商为变量因子。

行为的准确度和反应时间无显着主要作用的条件和组，行为准确性条件F（1,23） = 2.992,p = 0.097,ε = 1.0,η2 = 0.115，F（1,23） = 0.006,p = 0.942,ε = 1.0,η2 < 0.001，与相互作用的一样（p>0.05）；F（1,23） = 0.192,p = 0.666,ε = 1.0,η2 = 0.008,F（1,23） = 0.232,p = 0.634,ε = 1.0,η2 = 0.010。

与所有相互作用一样（p > 0.05）。

表2两组被试的反应时间和准确性（平均±标准差）的匹配和冲突的条件

场依存

场独立

组间显著性

准确性

匹配

0.92 ± 0.06

0.93 ± 0.05

Ns

冲突

0.87 ± 0.09

0.89 ± 0.07

Ns

反应时（毫秒）

匹配

574.25 ± 106.67

506.08 ± 105.12

Ns

冲突

623.50 ± 98.32

553.25 ± 110.70

Ns

没有显著差异（p > 0.05）

4.3.2事件相关电位数据

ERP也有类似的波形多达230毫秒S2后。

紧随S2后P100,N150和N200，记录在匹配或冲突的条件。

2×2×5混合方差分析（场依存与场独立×匹配与冲突的状况×T5、T6、O1、O2和Oz电极，智商作为变量因素）显示P100,N150和N200平均振幅有主要影响和互动作用。

P100条件：

F（1,47） = 0.402,p = 0.529,ε = 1.0,η2 = 0.008，电极对F（2.13,99.94） = 0.457,p = 0.647,ε = 0.532,η2 = 0.010；F（1,47） = 0.009,p = 0.923,ε = 1.0,η2 < 0.001；N150条件：

F（1,47） = 0.260,p = 0.613,ε = 1.0,η2 = 0.005,电极对F（2.642,124.16） = 0.452,p = 0.691,ε = 0.660,η2 = 0.010;groupF（1,47） = 0.037,p = 0.848,ε = 1.0,η2 = 0.001,N200条件：

F（1,47） = 0.570,p = 0.454,ε = 1.0,η2 = 0.012,电极对F（2.15,100.91） = 0.820,p = 0.451,ε = 0.537,η2 = 0.017;F组（1,47） = 0.942,p = 0.337,ε = 1.0,η2 = 0.020没有交互作用（p > 0.05）.

在间隔230–280毫秒，一个显着的负面波是引起。

2×2×9混合方差分析（场依存与场独立×匹配与冲突的状况× F3,F4,C3,C4,P3,P4,Fz,Cz和Pz电极，智商作为变量因素）显示，平均振幅的负面波显示显着影响的主要条件和组，条件：

F（1,47） = 5.027,p = 0.029,ε = 1.0,η2 = 0.097；组：

F（1,47） = 4.210,p = 0.046,ε = 1.0,η2 = 0.082；但没有主要影响电极，F（3.21,150.85） = 0.620,p = 0.614,ε = 0.401,η2 = 0.013。

有没有影响之间的相互作用组和电极，F（3.21,150.85） = 1.047,p = 0.377,ε = 0.401,η2 = 0.022;；也没有条件和电极，F（3.21,150.85） = 1.559,p = 0.199,ε = 0.401,η2 = 0.032,或组和条件，F（1,47） = 0.622,p = 0.434,ε = 1.0,η2 = 0.013.。

三个相互作用不显着，F（3.21,150.85） = 1.258,p = 0.291,ε = 0.401,η2 = 0.026.。

我们的研究结果显示，ERP的成分，随着时间窗口从230到280毫秒，之间的显着不同的衍生工具和设备对象无论对手或冲突的条件。

负成分差异引起的冲突的条件被确定为n270。

S2匹配S1引正向部分，其中被确定为重复有关的积极的组成部分与分布在顶叶中心区域，引起二同一。

场依存组有更正性的RRP（见表3；图2）。

表3在匹配与冲突条件下场依存和场独立组的平均振幅

时间窗口

位置

场依存

场独立

匹配

冲突

匹配

冲突

230–280ms

F3

6.90 ± 4.65

5.12 ± 5.03

6.60 ± 4.62

1.25 ± 2.74

C3

10.91 ± 5.91

9.91 ± 6.00

10.38 ± 6.45

6.14 ± 3.77

Fz

7.11 ± 6.77

5.13 ± 5.98

6.90 ± 4.96

1.34 ± 3.91

Cz

11.33 ± 6.97

10.06 ± 6.88

10.40 ± 7.35

4.82 ± 5.85

F4

6.62 ± 5.66

3.59 ± 4.22

5.95 ± 4.74

0.74 ± 3.74

C4

11.57 ± 7.02

8.31 ± 4.94

10.12 ± 5.64

5.29 ± 4.51

P3

11.06 ± 6.89

9.56 ± 6.31

9.60 ± 5.13

7.37 ± 3.85

Pz

12.36 ± 7.38

10.87 ± 5.93

9.94 ± 5.32

7.2