目的视觉注意控制划分为目标导向的(goal-directed)、自顶向下(top-down)机制和刺激导向的(stimulus-driven)、自底向上(bottom-up)机制。即视觉注意既能自主定向到特定的目标(目标驱动的注意控制机制),也能被显著性非目标刺激所捕获(刺激驱动的注意控制机制)。先前的功能神经影像学研究提示：背侧注意网络(dorsal attention network, DAN)由双侧皮层的额眼区(frontal eye field, FEF)和顶内沟/顶上小叶(intraparietal sulcus/superior parietal lobule, IPS/SPL)等脑区组成,承载了偏向竞争模型及相关理论中的自顶向下注意控制机制；而腹侧注意网络(ventral attention network, VAN)主要包括了右侧皮层额下回/前岛叶(ventral frontal cortex anterior insula. VFC/AI)和颞顶联合区(temporoparietal junction cortex TPJ),可由显著性刺激或行为相关性刺激激活,实现重定向过程。究竟自顶向下机制还是自底向上机制的相互作用和时机一直是研究焦点。应用附加突出刺激范式(additional singleton paradigm)的研究表明刺激出现后150ms以内注意加工完全是刺激驱动的,不受自顶向下机制影响。也有人基于视觉线索范式研究结果,认为刺激能否捕获注意,取决于该刺激是否包含行为相关性信息,因而自顶向下机制主导注意方向。被试行为时而受刺激驱动的自底向上机制影响,时而受自顶向下机制影响,注意是时时(moment-to-moment)波动的,这种波动可由大脑相关脑区活动和行为绩效反映。Leber(2010)采用视觉搜索范式,要求被试在多个作为分心物干扰的正方形(无关刺激)中寻找一个环形(靶刺激),50%的随机试次出现一个具有突出颜色的分心物,其功能神经影像结果表明试次前左额中回(left middle frontal gyrus)活动愈强,随后试次的行为学分心效应愈小。Fockert等(2004)与Weissman等(2006)的功能神经影像研究也提示自顶向下对自底向上注意机制的影响是注意控制水平波动变化的重要来源。但功能神经影像研究无法说明注意捕获所发生的确切时间,即无法明确行为绩效主要是发生在知觉阶段还是执行阶段；而既往的神经电生理研究则仅关注于个别导联神经电位的变化,缺乏从网络(空间)角度的探讨。本研究在侧重考察自底向上因素的附加突出刺激范式中引入行为绩效因素,基于同一被试的反应时间快慢将事件相关电位(ERP)区分为两组。通过ERP时空模式技术观察显著分心物和行为绩效这两个因素的交互效应,试图找出自底向上和自顶向下两套加工机制的相关脑区和时机。方法被试纳入标准为身体健康,右利手,无神经系统、精神疾病并无精神疾病家族史,视力或矫正视力正常,无色盲色弱,此前未参加过类似实验,均知情同意并领取一定报酬。18名被试均为在读硕士研究生或住院医生,其中3人因眼动干扰太大而被剔除。余15人(女生6人)年龄介于22-30岁(25.73±1.87岁)之间。每个试次所呈现的图片由8个图形刺激所组成,这8个图形包含7个空心正方形(1.6x1.6°)和1个空心菱形(1.5x1.5°),以圆形排布的方式均匀分布在中央坐标周围,横纵轴向对称,每个图形距中心距离为4.5°,每个图形均由0.2°宽线条画出。8个图形内随机分布有数字“2”和“5”,这两种数字各占一半。这些数字位于图形的正中央,数字是以宽度为0.2°的白色线条画出。所有刺激都以黑色作为背景色。所有图形刺激(靶刺激和非靶刺激)被涂成两种颜色：红色和绿色。有一半的试次没有干扰项,所有图形都是绿色；而另一半试次中7个非靶刺激上会随机出现红色干扰项。靶刺激位置、靶刺激与干扰项间距作为偶然因素被控制：确保靶刺激以同等概率出现在8个位置上；确保对于每个靶刺激位置,干扰项以同等概率出现在余下7个非靶刺激位置上。实验刺激呈现在距离被试100cm的一台显示器上,受试者舒适的坐在微暗的房间(相对隔音,室温约24℃)中正对电脑屏幕,水平视角和垂直视角均为7.0°。电脑屏幕刷新率为75Hz。受试者进行左右按键反应,系统自动记录反应时间及反应按键的正误。被试需要完成的是搜索任务,每个试次中受试者都需要搜索空心菱形目标,并识别该目标内部的数字是2还是5。如果是2就用左手食指按下按钮,如果是5就用右手食指按下按钮。每个试次开始前,会出现一个白色的“十”字坐标,持续时间为600ms。然后开始呈现视觉搜索序列。序列在屏幕上呈现1000ms后消失,只留下白色坐标,持续600ms后下一个试次开始。整个实验过程共包括600个试次,每完成75个试次(持续120秒)休息30秒。在正式实验前每名受试者练习4分钟。脑电记录实验仪器采用本实验室研制的通用型19导事件相关电位系统,19个记录电极按照国际10-20标准导联系统安装(FP1, FP2, F3, F4, C3, C4, P3, P4,01,02, F7, F8, T3, T4, T5, T6, FZ, CZ, PZ)。以双侧耳垂为参考电极,接地电极置于前额正中,滤波通频带为[0.5,100]Hz,头皮与电极之间的阻抗<10kΩ。搜索序列出现时刻记为0ms, ERP分析时间为搜索序列出现前100ms至出现后1000ms,其中序列出现前100ms设为基线时段。分类叠加处理EEG片段,自动拒绝伪差阂值设为70μV,并进一步目测手工排除眼动和肌电。各条件下参与ERP叠加的EEG片段不少于30个。只有拒绝了伪差的、刺激后100-1550ms内正确按键的EEG片段参与叠加。统计分析采用被试内设计,反应时间和正确率应用SPSS13.0软件进行配对t检验。按反应时间大小将每名被试的单次ERP分类,均匀分为快、中、慢三组,并剔除中间组。事件相关电位数据利用ERP系统的统计软件包对事件相关电位数据进行2(反应时：快、慢)×2(干扰项：有、无)因素重复测量方差分析。19通道ERP所对应的F值经插值获得统计参数映像(statistical parametricmapping, SPM),称为SPM(F)。以α=0.05作为显著阈值。结果1、行为指标共有10.1%的错误试次被排除,其中,3.0%的试次是由于反应时超过有效范围(100-1550ms),而另外7.1%的试次是因为错误的按键反应。反应时：反应时间在突出干扰条件下(791.20±62.22ms)显著长于非突出条件(772.40±53.77ms)：t(14)=4.26,P<0.001。正确率：在突出干扰条件下(88.844±6.64%)低于非突出条件(90.96±3.53%),具有显著趋势：t(14)=1.81,P=0.09。提示颜色突出干扰项导致注意捕获效应。根据反应时快慢对每名被试的单次ERP进行分组,无干扰项条件下两组平均反应时分别为646.8±40.1ms、909.7±75.5ms,有干扰项条件下两组平均反应时分别为649.9±42.5ms、940.6±89.1ms。2、ERP及其SPMERP的统计参数映像SPM(F)结果提示反应速度较快时分心效应在双侧额顶中央区(360-410ms)显著。而反应速度较慢时,分心效应在左侧额区(260-385ms；435-735ms)显著。在2(突出干扰：有、无)×2(反应速度：快、慢)条件下,ERP的统计参数映像SPM(F)结果提示左前额叶与额正中区(340-380ms)、左前额(340-860ms)存在两因素显著交互效应；注意程度主效应出现在双侧额顶区(380-580ms；780-860ms)、额顶中央区(460-540ms)和左颞枕区(500-660ms)；突出干扰主效应出现在额顶中央区(360-460ms；580-660ms)和后枕区(500-660ms)。结论本实验中,反应时间在突出干扰条件下长于非突出条件,且具有统计学意义,而正确率同样在突出干扰条件下低于非突出条件(尽管尚未达到统计学差异)。提示随机出现的红色突出性分心物是导致被试注意被捕获的主要因素。SPM(F)结果提示干扰因素显著主效应出现在额顶中央区,而在该区并不存在与反应速度因素的交互效应。表明额顶中央区事件相关电位时空模式显著激活与任务不相关突出分心物所导致的注意捕获有关。该结果与Fockert等的结论一致的,他们发现任务不相关显著刺激项的呈现与否跟上部额顶皮质(superior parietal cortex and frontal cortex)的活动相关。大部分功能神经科学研究聚焦于脑对刺激或任务的应答。然而,即使在缺乏任务和刺激的条件下大脑也存在着神经起伏活动。而且这种静息状态(resting fixation)下的大脑内部活动对行为也产生了影响,fMRI研究发现类似于静息状态下的持续内在起伏活动(ongoing fluctuations in intrinsic activity)在很大程度上(74%)影响了左躯体运动皮质和按键反应的试次间变化。因此结果中反应速度主效应所显示的双侧额顶区、额顶中央区和左颞枕区等区事件相关电位时空模式的显著激活事实上综合反映的是静息状态下脑内在活动的波动及外源突出干扰项所导致注意控制水平的波动。加工能力有限的背侧注意网络可能参与内部自身和外界环境信息加工。注意门控假说提出喙部前额皮层(rostral prefrontal cortex rPFC)控制内外信息加工系统的切换。rPFC在控制注意转向的过程中与前额顶网络、基底节、额下联合(IFJ)等多个脑区交互联系,共同发挥作用。fMRI研究提示当注意焦点转向内在信息时rPFC侧部激活,而当焦点转向环境信息时前中部rPFC激活。其中,左额中回可能是对于被试有效避免注意被不相关显著干扰项捕获注意起到了关键影响。注意控制水平的变化可能正是注意门控系统与默认模式网络相互作用的结果。注意门控系统可能与默认模式网络共同作用导致了注意起伏。本研究的ERP交互效应与fMRI研究一致,提供了两类信息加工切换的时间框架。其中,左额区与额正中区(medial prefronal portex, mPFC)的较早期(340-380ms)活动增强可能提示注意门控系统(attentional gateway system)实现内部与外部信息系统的切换,而持续(340-900ms)增强的左前额可能介导外部信息加工的BU/TD机制的监控。综上,突出干扰条件下反应时间显著长于非突出条件,提示随机出现的红色突出性分心物是导致被试注意被捕获的主要因素。本研究提示注意门控系统不仅参与内外注意系统的调控(左前额与额正中区),也介导了BU/TD的调控(左前额)。注意的行为绩效波动可能主要源于执行阶段,且可能是DMN与前额皮层共同作用的结果,突出分心物可早期(140-180ms)导致右腹侧注意网络的重定向反应。