目前对冲突适应效应的解释主要有四种理论:冲突监测理论(conflict monitoring theory)(Botvinick,Nystrom,Fissell,Carter,& Cohen,1999;Botvinick,Cohen,& Carter,2004)、特征整合理论(feature integration account)(Hommel,Proctor,& Vu,2004)、学习理论(learning account)(Verguts& Notebaert,2009)和厌恶情绪理论(disgust emotion theory)。
冲突监测理论认为,冲突适应效应是由冲突监测和冲突控制两个模块构成。当认知系统监测到冲突时,冲突监测模块将冲突信息传递给冲突控制模块,冲突控制模块根据冲突信息相应地调整注意资源,增强目标信息加工,抑制干扰信息加工,并将这种偏向信号(biasing signals)反馈给输入模块,从而减小即将到来的冲突试次的冲突强度(Botvinick,Braver,Barch,Carter,& Cohen,2001;Botvinick,2007)。冲突监测理论可以很好地解释冲突适应效应,并得到了很多神经科学的证据支持,尤其是神经影像学的研究(Botvinick et al.,2001,2004;Badre & Wagner,2004;Kerns et al.,2004;Kerns,2006)。关于冲突适应效应的脑成像研究发现:冲突监测模块位于前扣带回(anterior cingulate cortex,ACC),冲突控制模块由背外侧前额叶(dorsolateral prefronal cortex,DLPFC)执行,存在着从前扣带回到背外侧前额叶的神经联系(Botvinick et al.,2004)。比如,研究发现在高冲突试次(CI)中ACC的激活更强(Botvinick,Nystrom,Fissell,Carter,& Cohen,1999;Botvinick et al.,2004)。而在冲突之后进行更多行为调整的试次(II)中,DLPFC的激活更强(Botvinick et al.,2001;Kerns et al.,2004)。Kerns等人(2004)的研究首次证实了二者之间的联结关系,他们采用色词Stroop任务,发现冲突诱发的ACC的激活强度能够预测DLPFC的激活强度以及行为调整的大小。
尽管冲突监测理论非常受欢迎,然而有一些数据说明,在冲突适应中ACC可能并不重要。研究发现,在某些情况下,冲突条件没有出现相应的ACC激活。比如有研究者(Zysset,Muller,Lohmann,& Von Cramon,2001)对色词Stroop任务做了一些小改动,从而分离知觉冲突和反应冲突,发现知觉冲突条件下没有出现ACC的激活。该研究中,给被试呈现两行字母串,要求被试判断上面一行字母的书写颜色与下面一行字母的颜色意义是否匹配,当被试对比上面的书写颜色和下面的颜色意义时会出现冲突。然而,这个冲突是在被试决策之前出现的,属于知觉水平的冲突。该任务中研究者依然发现了行为上的冲突效应,但是没有观察到ACC的激活,这说明ACC可能并不具备冲突监测的功能。此外,脑成像的研究发现,尽管在整个扫描过程中冲突的行为效应一直存在,但是ACC的激活却变小甚至消失(Milham et al.,2003;Erickson et al.,2004)。
另外,有针对患者的研究也对ACC的冲突监测功能提出质疑,一项针对32位前额受损患者的研究发现,跟Stroop错误率最相关的脑区不是ACC而是右侧的外侧前额叶(Vendrell et al.,1995)。研究发现4位ACC损伤的患者在Stroop任务和go/nogo任务中拥有正常的冲突后行为调整能力以及错误后行为调整能力(Fellows & Farah,2005)。另一项脑损伤研究发现,21位ACC损伤的患者中有15名被试在Stroop任务的各个方面都表现正常,只有1名内侧额叶(medial frontal cortex,MFC)受损的患者表现出更大的Stroop干扰效应(Stuss,Floden,Alexander,Levine,& Katz,2001),还有5名被试在所有条件下反应都很慢,因此没有出现更大的干扰效应。
特征整合理论认为,冲突适应效应是刺激—反应特征的整合过程导致的(Hommel,2004;Hommel,Proctor,& Vu,2004),不需要冲突监测以及认知系统的灵活调整即可观察到冲突适应效应。具体来说,当被试很快对刺激做出反应时,刺激特征和反应特征就会整合到一个共同的情境记忆表征(episodic memory representation)中,该表征会被保存下来。因此,如果当前试次和先前试次的刺激特征完全重复时,那么刺激特征就会激活情境记忆表征,从而激活反应特征,这时反应速度更快,准确率更高,这种情况也叫重复启动效应(Hommel et al.,2004;Nieuwenhuis et al.,2006;Fischer,Plessow,Kunde,& Kiesel,2010);而如果当前试次和先前试次的刺激特征完全不同,在先前试次中形成的情境记忆表征就不会影响当前试次,此时反应速度会变慢,准确率会降低;如果刺激特征在先前和当前试次中只是部分重复,相同的刺激特征激活的表征和当前的刺激—反应表征之间就会存在冲突,导致反应速度更慢,准确率更低(Hommel et al.,2004)。在一致性任务中,CC和II试次属于刺激特征完全重复或者完全改变的情况,而CI和IC试次属于部分重复的情况。因此,CI和IC试次的反应时更长、准确率更低,表现出冲突适应效应(Mayr,Awh,& Laurey,2003;Hommel et al.,2004;Nieuwenhuis et al.,2006;Fischer et al.,2010)。
特征整合理论认为冲突适应效应有自下而上特征重复或者特征整合的作用。这一假设得到了一些研究的支持,如只有在特征—反应重复的条件下能观察到稳定的冲突适应效应,而该效应在控制重复之后消失(Mayr et al.,2003;Nieuwenhuis et al.,2006;Fischer et al.,2010)。但是,特征整合理论忽略了认知控制中的主动调节过程,不仅把冲突适应效应看成自下而上特征整合的作用,也没有考虑情绪等非认知因素对冲突适应效应可能存在的影响。
由于冲突监测理论和特征整合理论都不能解释冲突适应效应的所有实验结果,Verguts和Notebaert(2009)在整合了两种理论的基础上,提出了学习理论,又称为整合的适应理论。该理论认为,冲突适应效应是在线学习过程和大脑唤醒状态之间交互作用的结果。这里所说的在线学习又称赫布学习(Hebbian learning),是一种神经网络学习,指同一时间被激发的神经元之间的联系会被强化(Verguts & Notebaert,2008)。该理论认为,内侧额叶执行冲突监测功能,但它们并不是将冲突信息传递给背外侧前额叶来进行调整,而是将冲突信号传递给神经递质分泌系统,引起了神经递质的改变。具体来说,是将冲突信号传递给蓝斑(locus coeruleus),蓝斑就会释放波及全脑的去甲肾上腺素,从而提高全脑的唤醒水平,进而增强对不一致试次的赫布学习。因此,在不一致试次中,表征任务相关特征的脑区联结增强,从而表现出冲突适应效应。学习理论中的一个关键假设是,在冲突监测系统和工作记忆系统之间加入蓝斑,通过蓝斑来影响保持任务信息的工作记忆系统。另外,他们认为MFC并不只是监测反应冲突,还能通过反应冲突、错误、错误可能性、疼痛以及社会拒绝等来评估系统运作的好坏,从而使行为表现更好。MFC中的不同区域接收大脑特定区域的输入,因此可以评估不同的信号。比如,腹侧ACC接收眶额皮层的输入,而背侧ACC接收运动以及前运动皮层的输入。因此,反应冲突一般都激活背侧ACC,而非腹侧ACC。但是,不管是腹侧ACC还是背侧ACC,都有通往加强自主神经系统的脑干神经核团,所以刺激二者都会引起自主反应,比如警觉(Critchley,Tang,Glaser,Butterworth,& Dolan,2005)。
学习理论通过引入赫布学习,并将蓝斑引入冲突适应过程,整合了冲突监测理论和特征整合理论,能够解释目前大多数的实验结果。但是,在冲突适应效应相关的脑成像研究中,没有观察到蓝斑的激活(刘培朵,杨文静,田夏,&陈安涛,2012)。Verguts和Notebaert(2009)认为,可能的原因是蓝斑体积太小,在标准的全脑矫正中很难存活。随后Braem,Verguts和Notebaert(2011)设计行为实验证实了这一理论。另外,由该理论可以推测,个体的警觉水平可能会影响冲突适应效应,这一点也得到了行为研究的支持(Liu,Yang,Chen,Huang,& Chen,2013)。但是目前支持蓝斑参与冲突适应过程的研究都是行为实验,脑成像研究中很难观察到蓝斑的激活,未来需要有针对性地扫描蓝斑来确定其在冲突适应中的角色。
厌恶情绪理论认为,诸多冲突适应效应的理论没有解释适应到底是如何触发的,持该观点的研究者认为是冲突的厌恶信号激发了冲突适应效应(Dreisbach,& Fischer,2015)。具体来说,冲突本质上是令人厌恶的;认知控制本质上是这种冲突引发的厌恶感激发个体下调厌恶属性的冲突信号的过程;冲突适应只是情绪调节的一个具体实例。
首先,有证据表明,冲突确实具有厌恶属性(Schouppe et al.,2015)。一项使用情感启动范式的研究发现(Fritz & Dreisbach,2013),当一致的Stroop颜色词作为启动刺激时,被试对正性图片和词语的情绪反应更快;而当不一致的Stroop颜色词作为启动刺激时,被试对负性图片和刺激的情绪反应更快。一般认为,在积极或消极目标之前出现的启动词的情感效价会相应地调节对这些目标的情绪反应(Fazio,Sanbonmatsu,Powell,& Kardes,1986)。因此,该实验结果说明一致的Stroop颜色词对被试来说具有正性情感效价,而不一致的Stroop颜色词对被试来说具有负性情感效价(Dreisbach& Fischer,2012)。另一项研究发现,冲突启动不仅加快了对消极目标的评价,还增加了对中性目标的消极判断数量。同时,有证据表明,当冲突的厌恶属性减小时,控制也受到影响。
其次,当冲突试次后跟随金钱奖励时,冲突适应效应消失了(相对于中性和损失条件)。这就说明,冲突本身是不足以诱发控制性调整的,冲突包含的情绪结果是非常重要的。同时,研究者还发现,在没有冲突的情况下,厌恶刺激能够触发序列调整(Dreisbach & Fischer,2011)。研究者通过调整书写数字的可读性来操纵加工流畅性,将加工流畅性的情感效价作为厌恶刺激特征(Winkielman,Schwarz,Fazendeiro,& Reber,2003)考察厌恶刺激是否能够引发序列调整,结果发现了流利效应的序列调整(即不流利刺激后的更小的流利效应)。
最后,冲突相关情绪是控制的一个必要的前导,但并非充分条件。比如,特质焦虑高的个体对于冲突有很高的情绪反应,他们会陷入这种情绪,而非利用这种情绪促进调整性的反应。有很多方式可以调整情绪状态,而只有一部分方法关注情绪来源,还有一部分是聚焦情绪本身的。通过调动认知控制来直接处理一个冲突负载任务对于减少负性情绪是一种有效的策略。但是,当人们缺乏处理冲突本身的能力时,或者冲突诱发的强烈情绪本身有太大威胁时,人们就可能会努力让自己感觉舒服一点。