持續(xù)性注意低頻波動(dòng)的機(jī)制與干預(yù)

1 問題提出

持續(xù)性注意（sustained attention）是個(gè)體長時(shí)間將注意保持在特定刺激或任務(wù)上，以完成目標(biāo)導(dǎo)向行為的能力（Qiaoetal.，2022）。Mackworth最早使用\"警覺”（vigilance）這一術(shù)語代表持續(xù)性注意（Mackworth，1948）。目前仍有很多研究者將持續(xù)性注意等同于警覺（Neigeletal.，2019；Sarteretal.，2001）。然而，持續(xù)性注意過程中需要將注意集中在正在從事的任務(wù)上，同時(shí)抵抗環(huán)境中的干擾。這至少需要三種認(rèn)知功能共同工作：監(jiān)測和評價(jià)正在進(jìn)行的認(rèn)知過程、激活與任務(wù)相關(guān)的過程、抑制與任務(wù)無關(guān)的過程（Claytonetal.，2015）。從這個(gè)意義上講，持續(xù)性注意是一種包含多種成分的復(fù)雜注意功能。人們在執(zhí)行持續(xù)性注意任務(wù)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)警覺下降和心智游移等現(xiàn)象，具體表現(xiàn)為對手頭任務(wù)的反應(yīng)時(shí)延長和準(zhǔn)確率下降以及產(chǎn)生與任務(wù)相關(guān)或無關(guān)的想法（Jinetal.，2019;Martinez-Pérezetal.，2023;Smallwoodamp;Schooler，2015）。執(zhí)行控制能夠通過對常規(guī)反應(yīng)傾向的抑制控制減少心智游移，維持任務(wù)目標(biāo)（Thomsonetal.，2015）。由此可見，除了警覺成分，持續(xù)性注意還包含抑制控制、心智游移等不同成分。

持續(xù)性注意會(huì)隨時(shí)間的流逝不斷波動(dòng)。在生活中，即使是短暫的注意波動(dòng)也可能產(chǎn)生廣泛的負(fù)面影響，如學(xué)習(xí)成績下降、工作失誤，甚至造成安全隱患。在心理學(xué)實(shí)驗(yàn)中，注意波動(dòng)不僅會(huì)影響抑制控制、知覺檢測等多種認(rèn)知過程，也會(huì)影響實(shí)驗(yàn)操作的穩(wěn)定性，是心理學(xué)研究中可重復(fù)性危機(jī)的可能原因之一（Draheimetal.，2019）。近年來，一系列基于漸變式連續(xù)操作任務(wù)（gradual-onsetcontinuousperformancetask，gradCPT）的研究表明，持續(xù)性注意中主要存在警覺下降和注意波動(dòng)兩種不同時(shí)間尺度的波動(dòng)（Estermanamp;Rothlein，2019）。也有人把持續(xù)性注意的波動(dòng)劃分為相對集中的“專注狀態(tài)\"和相對分心的\"非專注狀態(tài)”（Estermanetal.，2013）。此外，持續(xù)性注意在正常人群中的發(fā)展及其在多動(dòng)癥、孤獨(dú)癥等患者中的異常波動(dòng)發(fā)生在多個(gè)亞慢波頻率（Adamoetal.，2014）。奇怪的是，目前尚無研究把功能狀態(tài)的波動(dòng)和波動(dòng)頻率聯(lián)系起來，似乎二者互不相干。

在真實(shí)場景中，持續(xù)性注意還參與到各種各樣的認(rèn)知任務(wù)中，其波動(dòng)往往受到心智游移、情緒、喚醒水平、動(dòng)機(jī)、努力等因素的影響，呈現(xiàn)出復(fù)雜而獨(dú)特的時(shí)間尺度特征（Estermanamp;Rothlein，2019;Fortenbaugh etal.，2017;Hasenkampetal.，2012；Irrmischeretal.，2018）。例如，在一項(xiàng)探究獎(jiǎng)懲預(yù)期對持續(xù)性注意影響的研究中，研究者發(fā)現(xiàn)獎(jiǎng)勵(lì)和適度的懲罰會(huì)通過影響持續(xù)性注意的不同成分而減少持續(xù)性注意的波動(dòng)（張曉，2022）。這說明，在不同的認(rèn)知任務(wù)中，持續(xù)性注意的總體波動(dòng)特征會(huì)因其各成分的權(quán)重不同而有所差異。因此，闡明持續(xù)性注意中的不同認(rèn)知成分的波動(dòng)特征以及它們與其他認(rèn)知功能的交互作用機(jī)制對理解持續(xù)性注意的波動(dòng)隨情境變化的現(xiàn)象至關(guān)重要。

已有研究開發(fā)的穩(wěn)態(tài)組塊范式不僅實(shí)現(xiàn)了對單一認(rèn)知任務(wù)的連續(xù)穩(wěn)定操縱，還有效分離了不同注意成分及其相互作用（Wangetal.，2015；Wangetal.，2016），為探究不同認(rèn)知任務(wù)場景下的持續(xù)性注意波動(dòng)、解碼持續(xù)性注意的成分提供了合適的工具。亞慢波腦活動(dòng)與持續(xù)性注意波動(dòng)的頻率相吻合（Estermanamp;Rothlein，2019；Qiao et al.，2022）。根據(jù)亞慢波段行為-生理-神經(jīng)信號波動(dòng)的相似性（Palvaamp;Palva，2012），本研究認(rèn)為相同時(shí)間尺度上腦活動(dòng)的效率與認(rèn)知操作的效率相耦合可能是持續(xù)性注意波動(dòng)的原因及底層機(jī)制。認(rèn)知的頻譜指紋假說（Siegeletal.，2012）認(rèn)為，每種認(rèn)知功能有其對應(yīng)的神經(jīng)回路，而每條神經(jīng)回路有其最優(yōu)工作頻率，因而每種認(rèn)知功能和其對應(yīng)的神經(jīng)活動(dòng)會(huì)表現(xiàn)出相同而獨(dú)特的宏觀波動(dòng)特征（Keitelamp;Gross，2016）。據(jù)此，本研究提出“持續(xù)性注意中的不同認(rèn)知成分主導(dǎo)不同波動(dòng)特征”的觀點(diǎn)。

綜上所述，闡明持續(xù)性注意低頻波動(dòng)的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制十分重要。本研究認(rèn)為，持續(xù)性注意中的不同認(rèn)知成分既是可分離的，也是相互影響的。因此，本研究首先結(jié)合持續(xù)性注意研究的新范式與多模態(tài)數(shù)據(jù)，揭示持續(xù)性注意核心認(rèn)知成分的低頻波動(dòng)特征；然后采用亞慢波無創(chuàng)腦刺激為“不同認(rèn)知成分有不同的波動(dòng)特征\"提供因果證據(jù)，優(yōu)化持續(xù)性注意波動(dòng)的干預(yù)方案；最后，根據(jù)持續(xù)性注意參與到其他認(rèn)知任務(wù)中的實(shí)際情況，探討其與其他注意功能交互作用的時(shí)空特征，闡明不同認(rèn)知任務(wù)對持續(xù)性注意低頻波動(dòng)的影響，增進(jìn)研究的生態(tài)效度與應(yīng)用價(jià)值。

2研究現(xiàn)狀

2.1持續(xù)性注意波動(dòng)的理論解釋

持續(xù)性注意水平隨時(shí)間而下降和波動(dòng)是持續(xù)性注意的重要特征。對此，主要有三類代表性的理論解釋。資源消耗理論（resource-depletion/overloadtheory）認(rèn)為，持續(xù)性注意水平下降是維持特定任務(wù)所需的認(rèn)知資源枯竭的表現(xiàn)（Parasuramanamp;Mouloua，1987）。個(gè)體完成任務(wù)時(shí)需要認(rèn)知資源的參與，當(dāng)資源恢復(fù)的速度跟不上消耗的速度時(shí)，認(rèn)知資源就會(huì)耗盡，導(dǎo)致注意水平下降，任務(wù)表現(xiàn)變差（Warmetal.，2008）。然而，資源消耗理論無法解釋資源消耗更少的簡單任務(wù)比復(fù)雜任務(wù)的持續(xù)性注意水平下降更大的現(xiàn)象。對此，負(fù)荷不足理論（mindlessness/underloadtheory）強(qiáng)調(diào)任務(wù)的單調(diào)重復(fù)會(huì)導(dǎo)致個(gè)體的注意偏離任務(wù)，在完成任務(wù)時(shí)心智游移，從而導(dǎo)致注意水平下降（Smallwood2010）。兩者從不同角度指出任務(wù)本身的復(fù)雜性影響個(gè)體投入到當(dāng)前任務(wù)上的認(rèn)知資源，但都沒有有效分離個(gè)體所擁有的認(rèn)知資源和投入到任務(wù)中的資源。資源控制理論（resource-controltheory）進(jìn)一步考慮了資源分配的靈活性，將持續(xù)性注意水平的變化解釋為資源分配的結(jié)果，認(rèn)為執(zhí)行控制在其中起關(guān)鍵作用。注意資源總量是固定的，不會(huì)隨著時(shí)間改變，但執(zhí)行控制對任務(wù)目標(biāo)的維持會(huì)隨著時(shí)間的延長而減弱，導(dǎo)致分配到任務(wù)上的認(rèn)知資源減少。此時(shí)，大腦會(huì)將任務(wù)釋放的資源重新分配到任務(wù)無關(guān)的默認(rèn)狀態(tài)的加工上，產(chǎn)生更多心智游移（Thomson etal.，2015）。考慮到注意集中和心智游移之間的相互作用，資源控制理論認(rèn)為，與執(zhí)行注意網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的區(qū)域和默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)區(qū)域會(huì)隨著持續(xù)性注意水平的波動(dòng)而波動(dòng)（Fortenbaughetal.，2017）。這一推論得到腦激活結(jié)果的支持：持續(xù)性注意波動(dòng)與前扣帶回（anteriorcingulatecortex，ACC）為核心的額頂網(wǎng)絡(luò)激活有關(guān)，ACC信號表現(xiàn)出先增強(qiáng)后緩慢下降達(dá)到基線的趨勢。這既符合資源控制理論中“當(dāng)持續(xù)性注意隨著時(shí)間推移而所需資源減少時(shí)，資源分配將有利于非任務(wù)的默認(rèn)狀態(tài)”的觀點(diǎn)，也間接顯示出持續(xù)性注意過程中的資源消耗存在波動(dòng)。

上述理論在解釋持續(xù)性注意的波動(dòng)現(xiàn)象時(shí)，均將其簡化為由于資源有限而不得不作出一些權(quán)衡和分配的過程，而沒有討論持續(xù)性注意不同成分在其中的作用。除了注意水平的整體變化，有研究者通過反應(yīng)時(shí)變異性以及信號檢測論的漏報(bào)、虛報(bào)等指標(biāo)測量了注意波動(dòng)、注意缺失、抑制控制等成分，但目前尚無研究揭示這些成分的低頻波動(dòng)特征（Jayakumaretal.，2023;Kucyietal.，2017）。目前的持續(xù)性注意波動(dòng)模型僅區(qū)分了警覺下降和注意波動(dòng)這兩類變化，并未將它們與上述認(rèn)知成分聯(lián)系起來（Estermanamp;Rothlein，2019）。由此可見，研究者在理論和實(shí)證研究中均已關(guān)注到持續(xù)性注意存在多種波動(dòng)特征、包含多種認(rèn)知成分，但兩部分研究彼此割裂。因此，將二者整合起來，考察持續(xù)性注意過程中不同認(rèn)知成分的低頻波動(dòng)特征，有望系統(tǒng)闡明持續(xù)性注意低頻波動(dòng)的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制。

2.2持續(xù)性注意波動(dòng)的時(shí)間尺度

節(jié)律性是神經(jīng)活動(dòng)的基本特征之一。不同腦區(qū)之間主要通過節(jié)律性神經(jīng)活動(dòng)來進(jìn)行信息交流以實(shí)現(xiàn)認(rèn)知功能（Rossoetal.，2023）。注意的節(jié)律理論認(rèn)為，不同的注意功能與不同的神經(jīng)節(jié)律相聯(lián)系（Fiebelkornamp;Kastner，2019）。比如， a 波與警覺、抑制控制等成分相關(guān)，而 β 波則與注意集中相關(guān)（Claytonetal.，2015）。傳統(tǒng)的腦電節(jié)律雖然可以描述單一試次中的注意狀態(tài)，但無法刻畫注意狀態(tài)在試次間隨時(shí)間發(fā)生的變化。從試次間的波動(dòng)看，持續(xù)性注意波動(dòng)在小學(xué)階段的發(fā)展主要表現(xiàn)為亞慢波降低，這與注意穩(wěn)定性的增強(qiáng)有關(guān)（Lewisetal.，2017）。而多動(dòng)癥患者的持續(xù)性注意也在 0.01～0.5Hz 的多個(gè)亞慢波頻率上有異常波動(dòng)（Karalunasetal.，2013）。有研究發(fā)現(xiàn)，亞慢波能夠通過跨頻率耦合（cross-frequencycoupling，CFC）機(jī)制調(diào)節(jié)傳統(tǒng)腦電節(jié)律（Monto etal.，2008;Thompsonetal.，2014），但目前CFC的研究主要集中在傳統(tǒng)腦電節(jié)律之間（Yakubovetal.，2022），亞慢波與高頻振蕩耦合的研究寥寥無幾，這種耦合跟認(rèn)知功能的關(guān)聯(lián)還未得到有效揭示。因此，目前仍不清楚持續(xù)性注意在長時(shí)間尺度上緩慢波動(dòng)的神經(jīng)機(jī)制，以及這些波動(dòng)如何調(diào)節(jié)每個(gè)試次的注意狀態(tài)。

2.3持續(xù)性注意波動(dòng)的干預(yù)

持續(xù)性注意的波動(dòng)不僅會(huì)對日常生活及工作、學(xué)習(xí)產(chǎn)生廣泛的負(fù)面影響，其異常波動(dòng)還常出現(xiàn)在多動(dòng)癥、孤獨(dú)癥以及情感障礙等神經(jīng)、精神類疾病中（Hegerlamp;Hensch，2014）。如何通過外部干預(yù)減少持續(xù)性注意的波動(dòng)是心理康復(fù)、認(rèn)知與腦調(diào)控等領(lǐng)域的重要問題之一。

通過無創(chuàng)的經(jīng)顱刺激干預(yù)腦功能網(wǎng)絡(luò)是解決該問題的重要研究方向。目前針對持續(xù)性注意的經(jīng)顱刺激主要有兩種類型。第一類干預(yù)強(qiáng)調(diào)空間靶點(diǎn)的重要性，但靶點(diǎn)與功能的關(guān)系并不明確。例如：有研究施加額葉經(jīng)顱直流電刺激（transcranialdirect current stimulation，tDCS）增加了心智游移，但未改善持續(xù)性注意的穩(wěn)定性（Axelrod etal.，2015）；左側(cè)背外側(cè)前額葉（dorsolateral prefrontalcortex，DLPFC）的tDCS增加了心智游移，但未對注意焦點(diǎn)的元意識水平造成影響（Axelrod et al.，2018）；右側(cè)DLPFC和后頂葉的高精度tDCS調(diào)節(jié)了抑制控制功能，但沒有減緩警覺水平的降低（Luna etal.，2020）。第二類則是通過夾帶神經(jīng)振蕩來干預(yù)認(rèn)知功能。研究者通常采用0、 a 或 γ 波的經(jīng)顱交流電刺激（transcranial alternating currentstimulation，tACS）干預(yù)持續(xù)性注意的波動(dòng)，但未得到一致的結(jié)果。Clayton等人發(fā)現(xiàn)，與偽刺激和γ刺激相比，頂枕區(qū)的 a -tACS促進(jìn)了自上而下的控制，減弱了警覺隨時(shí)間降低的趨勢（Claytonetal.，2019）。其他研究者則發(fā)現(xiàn)， a 和0頻段的tACS均能提高喚醒水平，但只有 a 刺激提高了抑制控制水平（Martinez-Perez etal.，2022）。Wei等人發(fā)現(xiàn)，通過tACS調(diào)節(jié)內(nèi)側(cè)和外側(cè)PFC之間的0同步可以因果性地降低警覺下降的幅度（Weietal.，2021）。另一項(xiàng)研究在內(nèi)側(cè)PFC分別施加 a 和θ刺激，發(fā)現(xiàn) a 刺激減少了警覺下降，但刺激加劇了警覺下降（vanSchouwenburg etal.，2021）。雖然大部分研究認(rèn)為 a -tACS能有效調(diào)節(jié)持續(xù)性注意，但其效應(yīng)是阻正警覺下降還是增強(qiáng)抑制控制尚無定論。此外，基于傳統(tǒng)腦電節(jié)律的干預(yù)有效調(diào)節(jié)了長時(shí)間的警覺下降，但沒有探討對持續(xù)性注意緩慢波動(dòng)的影響。總體而言，這些結(jié)果暗示持續(xù)性注意包含多種成分，每種成分的神經(jīng)回路、優(yōu)勢頻段、腦區(qū)可能并不相同。因此，闡明不同成分的時(shí)間（頻率）、空間（腦區(qū)和神經(jīng)回路）特征對持續(xù)性注意的精準(zhǔn)干預(yù)至關(guān)重要。

2.4持續(xù)性注意和其他注意功能的交互作用

作為一種復(fù)雜注意功能，持續(xù)性注意需要通過基本注意功能的協(xié)作來實(shí)現(xiàn)。目前，對基本注意功能的一種主流分類方式是將其分為警覺、定向和執(zhí)行控制三個(gè)注意網(wǎng)絡(luò)（Posneramp;Petersen，1990）。Posner曾指出，持續(xù)性注意需要警覺的參與，可能會(huì)激活警覺網(wǎng)絡(luò)（Posneramp;Petersen，1990）。警覺網(wǎng)絡(luò)可以分成緊張性（tonic）警覺和位相性（phasic）警覺，緊張性警覺是在沒有線索和刺激提示下的一種持續(xù)穩(wěn)定的警覺水平；位相性警覺一般由線索或刺激誘發(fā)，表現(xiàn)為瞬時(shí)警覺升高（Bastetal.，2018）。有研究者認(rèn)為，由于緊張性警覺通常會(huì)貫穿整個(gè)任務(wù)，因此可以等同于持續(xù)性注意（Shalevetal.，2016）。Esterman等人指出，在持續(xù)性注意任務(wù)中，個(gè)體需要長時(shí)間保持警覺，同時(shí)也需要執(zhí)行控制來抑制分心，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的定向（Estermanamp;Rothlein，2019）。此外，為了更好地研究不同成分之間的相互作用，有研究者把警覺分為喚醒成分和執(zhí)行成分，執(zhí)行成分的降低受到任務(wù)期間執(zhí)行控制的調(diào)節(jié)（Lunaetal.，2022）。可見，雖然有大量研究探討了持續(xù)性注意與基本注意功能的關(guān)系，但他們并沒有深入探討持續(xù)性注意各成分與不同注意網(wǎng)絡(luò)的相互作用及其波動(dòng)特征。因此，探究持續(xù)性注意與注意網(wǎng)絡(luò)的交互作用，考察持續(xù)性注意的波動(dòng)如何因認(rèn)知任務(wù)而異是解決持續(xù)性注意的獨(dú)立性和生態(tài)效度必須解答的問題。

2.5 簡要述評

綜上所述，現(xiàn)有關(guān)于持續(xù)性注意波動(dòng)的研究已初步揭示了持續(xù)性注意的持續(xù)時(shí)間與影響因素等，為本研究的順利開展奠定了一定的基礎(chǔ)。但是，目前仍然缺乏有效整合其多成分、多瀕率的波動(dòng)特征的探究。

首先，持續(xù)性注意核心成分的波動(dòng)特征及神經(jīng)機(jī)制尚不明確。持續(xù)性注意是一種包含了警覺、抑制控制等多種成分的復(fù)合注意功能。然而，現(xiàn)有研究選擇性地研究持續(xù)性注意的部分成分，甚至只研究總體表現(xiàn)，缺乏對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)研究；不同的研究在任務(wù)難度、反應(yīng)概率、反應(yīng)方式等方面的要求不同，造成了不同認(rèn)知成分的權(quán)重在任務(wù)間的差異，導(dǎo)致不同研究的結(jié)果難以比較、實(shí)驗(yàn)結(jié)果難以重復(fù)。此外，持續(xù)性注意波動(dòng)的發(fā)展及其在多動(dòng)癥中的異常多發(fā)生在亞慢波頻段，但目前的研究未對持續(xù)性注意中各核心認(rèn)知成分的波動(dòng)特征進(jìn)行區(qū)分。對持續(xù)性注意核心認(rèn)知成分低頻波動(dòng)特征的解碼是闡明其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的必由之路。

其次，目前暫無精準(zhǔn)有效的方法減少持續(xù)性注意波動(dòng)對認(rèn)知任務(wù)的影響。基于傳統(tǒng)腦電節(jié)律的干預(yù)雖然能夠有效減緩長時(shí)間的警覺下降，但對持續(xù)性注意緩慢波動(dòng)的影響仍不清楚。由于持續(xù)性注意波動(dòng)的發(fā)展及其在多動(dòng)癥中的異常波動(dòng)多發(fā)生在 0.05Hz 附近，所以已有研究推斷持續(xù)性注意核心成分的低頻波動(dòng)可能圍繞在 0.05Hz 附近，并在 0.05Hz 施加振蕩式tDCS（Oscillatory-tDCS，O-tDCS），實(shí)現(xiàn)了對抑制控制和注意集中等成分波動(dòng)的有效調(diào)節(jié)，其效應(yīng)量遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)tDCS（Qiaoetal.，2022）。因此，根據(jù)腦功能活動(dòng)的時(shí)空特征，在亞慢波段施加刺激進(jìn)行精準(zhǔn)干預(yù)或許能夠有效提升干預(yù)效果。

最后，持續(xù)性注意與其他認(rèn)知功能的交互作用對其波動(dòng)性的影響尚不明確。持續(xù)性注意的研究通常采用連續(xù)操作范式，但日常生活中持續(xù)性注意的波動(dòng)體現(xiàn)在執(zhí)行各種認(rèn)知任務(wù)的過程中，因此，要探究持續(xù)性注意的波動(dòng)是否受到任務(wù)類型的影響，需使用穩(wěn)態(tài)組塊設(shè)計(jì)將這兩種任務(wù)結(jié)合起來（Wang et al.，2016; Zhang et al.，2023）。由于不同認(rèn)知功能之間既有獨(dú)特的神經(jīng)回路也有共享的神經(jīng)回路，這導(dǎo)致認(rèn)知功能之間存在廣泛的關(guān)聯(lián)（Salaamp;Gobet，2019）。闡明持續(xù)性注意與其他認(rèn)知功能的互動(dòng)關(guān)系，將為理解不同腦網(wǎng)絡(luò)之間的相互作用及其動(dòng)態(tài)變化提供新啟示。考慮到認(rèn)知功能的種類繁雜多樣，考察持續(xù)性注意與基本注意功能的交互作用可能是解決這一問題的良好起點(diǎn)。

3研究構(gòu)想

本研究針對持續(xù)性注意低頻波動(dòng)的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制這一核心問題，結(jié)合行為、腦電、功能磁共振（functional magnetic resonance imaging，fMRI）等多模態(tài)技術(shù)和無創(chuàng)腦刺激方法，采用三個(gè)具體研究系統(tǒng)探索持續(xù)性注意核心認(rèn)知成分的低頻波動(dòng)特征、干預(yù)機(jī)制以及與基本注意功能的交互作用。

研究一采用經(jīng)典的gradCPT范式，結(jié)合行為一生理-神經(jīng)波動(dòng)特征，分離持續(xù)性注意中的不同認(rèn)知成分，并根據(jù)不同成分的低頻波動(dòng)特征來建構(gòu)持續(xù)性注意的成分波動(dòng)理論。研究二則基于研究一的結(jié)論，在持續(xù)性注意核心認(rèn)知成分的優(yōu)勢頻率、神經(jīng)回路的關(guān)鍵靶點(diǎn)上施加亞慢波經(jīng)顱電刺激（transcranialelectricstimulation，TES），從頻率（時(shí)間）和靶點(diǎn)（空間）兩方面探索基于成分波動(dòng)特征的干預(yù)機(jī)制、開發(fā)持續(xù)性注意的精準(zhǔn)干預(yù)方案，并驗(yàn)證持續(xù)性注意成分波動(dòng)理論。研究一與研究二相結(jié)合，為“不同認(rèn)知成分有不同波動(dòng)特征\"的觀點(diǎn)提供因果證據(jù)，建立和完善持續(xù)性注意的成分波動(dòng)理論。研究三通過自主開發(fā)的高信度復(fù)合注意測驗(yàn)（HighReliability-CompositeAttentionTest，HR-CAT）考察持續(xù)性注意的波動(dòng)在警覺、定向、執(zhí)行控制和基線條件下的差異，探究持續(xù)性注意與注意網(wǎng)絡(luò)之間的交互作用，探索持續(xù)性注意的成分波動(dòng)理論的外延，提升研究的生態(tài)效度和實(shí)用價(jià)值。本研究的框架如圖1所示。

3.1研究一：持續(xù)性注意核心認(rèn)知成分的波動(dòng)特征研究

以往研究發(fā)現(xiàn)持續(xù)性注意包含多個(gè)認(rèn)知成分，但并未將這些成分有效分離并揭示其波動(dòng)特征。本研究操縱gradCPT的探針（不需反應(yīng)的刺激），根據(jù)不同的行為-生理-神經(jīng)波動(dòng)特征，解碼持續(xù)性注意的核心認(rèn)知成分。

實(shí)驗(yàn)1旨在探究警覺和心智游移波動(dòng)的神經(jīng)生理特征。本研究通過兩個(gè)單因素被試內(nèi)實(shí)驗(yàn)建立警覺和心智游移低頻波動(dòng)的檢測指標(biāo)，同時(shí)揭示其波動(dòng)特征。目前已知腦電的θ和 a 節(jié)律等指標(biāo)與試次內(nèi)的警覺水平直接關(guān)聯(lián)（Fan etal.，2007），功能磁共振的全局信號（globalsignal，GS）與警覺波動(dòng)相關(guān)（Falahpouretal.，2018），但沒有公認(rèn)的警覺低頻波動(dòng)的行為指標(biāo)。由于持續(xù)性注意具有長時(shí)間尺度的特點(diǎn)，應(yīng)該采用時(shí)間序列分析方法研究其低頻波動(dòng)特征；而要揭示不同時(shí)間尺度的腦活動(dòng)特征，又需要同時(shí)涵蓋時(shí)（頻率）空（腦區(qū)）雙維度的分析方法。已有研究已經(jīng)基于認(rèn)知頻譜指紋假說提出了全局時(shí)空拓?fù)浞治黾夹g(shù)（如圖2所示），適用于在時(shí)空雙維度上衡量信號波動(dòng)特征，為本研究提供了刻畫不同注意成分時(shí)空波動(dòng)特征的有效指標(biāo)（Ao etal.，2023;Yanget al.，2024）。

本實(shí)驗(yàn)通過融合行為測量和神經(jīng)生理指標(biāo)隨時(shí)間變化的低頻波動(dòng)特征，建立一個(gè)綜合、可靠的警覺低頻波動(dòng)的測量體系，刻畫其在行為-生理-神經(jīng)層面的時(shí)空波動(dòng)特征。其中，實(shí)驗(yàn)1a采用無探針的gradCPT（如圖3所示），融合同步記錄的行為和腦電數(shù)據(jù)，刻畫警覺水平的低頻波動(dòng)特征。實(shí)驗(yàn)1b同樣采用無探針的gradCPT，融合行為和fMRI數(shù)據(jù)，建立反應(yīng)時(shí)和全局時(shí)空拓?fù)涞年P(guān)聯(lián)，進(jìn)一步揭示警覺低頻波動(dòng)的時(shí)空特征。

在gradCPT中，通常認(rèn)為行為反應(yīng)的異常或缺失與心智游移有關(guān)。心智游移與默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)和額頂網(wǎng)絡(luò)有關(guān)，也跟腦電 a 節(jié)律有關(guān)（Rodriguez-Lariosamp;Alaerts，2021），因此實(shí)驗(yàn)1a可通過行為與腦電數(shù)據(jù)融合，以 a 節(jié)律的低頻功率譜為因變量，來考察心智游移波動(dòng)的頻率特征。實(shí)驗(yàn)1b進(jìn)一步以實(shí)驗(yàn)1a建立的行為效標(biāo)與fMRI指標(biāo)的耦合來考察心智游移波動(dòng)的空間特征。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)共同揭示心智游移波動(dòng)的時(shí)空特征。

具體來說，在實(shí)驗(yàn)1a中，任務(wù)態(tài)腦電數(shù)據(jù)經(jīng)重參考、濾波、分段、去偽跡等預(yù)處理后，對每個(gè)試次進(jìn)行0、 a 頻段的功率分析，以 1.25Hz 的采樣率、以每個(gè)試次的功率值構(gòu)成時(shí)間序列，進(jìn)行低頻功率譜分析；并對行為反應(yīng)時(shí)、漏報(bào)率、虛報(bào)率等指標(biāo)進(jìn)行低頻功率譜分析，確定波動(dòng)特征；考察腦電指標(biāo)的低頻波動(dòng)與行為低頻波動(dòng)的相關(guān)性，找到警覺波動(dòng)和心智游移的低頻腦電特征，為臨床提供腦電效標(biāo)。在實(shí)驗(yàn)1b中，對任務(wù)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行常規(guī)預(yù)處理后，提取GS和各腦區(qū)信號。GS被定義為所有灰質(zhì)信號的算術(shù)平均值；同時(shí)，本研究使用中科院自動(dòng)化所的模板將大腦劃分為246個(gè)腦區(qū)，平均每個(gè)腦區(qū)中所有體素的信號值，得到該腦區(qū)的信號序列，即興趣區(qū)信號（ROIs）。通過對上述信號進(jìn)行希爾伯特變換、功率譜密度分析、相干分析等，得到頻率、相位、波幅相關(guān)的特征以及全局時(shí)空拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)而與行為的低頻波動(dòng)進(jìn)行耦合分析，得到與警覺和心智游移相關(guān)的腦信號低頻波動(dòng)特征。

根據(jù)此前持續(xù)性注意發(fā)展和干預(yù)的相關(guān)研究結(jié)果，實(shí)驗(yàn)1預(yù)期會(huì)在 0.05Hz 和 0.1Hz 附近發(fā)現(xiàn)與警覺和心智游移相關(guān)的峰值頻率。由于警覺和心智游移的神經(jīng)生理效標(biāo)不同，預(yù)期二者具有可分離的低頻波動(dòng)特征。

實(shí)驗(yàn)2旨在探究抑制控制波動(dòng)的神經(jīng)生理特征。在gradCPT中，探針出現(xiàn)時(shí)被試需要抑制行為反應(yīng)的慣性，因此，本研究通過兩個(gè)子實(shí)驗(yàn)（單因素被試內(nèi)設(shè)計(jì)）控制有無探針（2a）和探針出現(xiàn)的概率（2b），以調(diào)節(jié)對抑制控制的需求，通過行為和腦電優(yōu)勢頻率的變化檢測抑制控制低頻波動(dòng)的特征。

實(shí)驗(yàn)2a中，自變量為有無探針，有探針條件下探針（山區(qū)）出現(xiàn)的概率為 20% 。無探針條件的實(shí)驗(yàn)程序與實(shí)驗(yàn)1相同，有探針條件的實(shí)驗(yàn)程序如圖4所示。在對腦電數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后，逐試次提取 Θ_?a_?β 功率，計(jì)算 θ/α ratio （TAR） ?^θ/β ratio（TBR）等指標(biāo)，對這些指標(biāo)進(jìn)行低頻功率譜分析;對行為反應(yīng)時(shí)、虛報(bào)、漏報(bào)進(jìn)行低頻功率譜分析，確定波動(dòng)特征；考察腦電指標(biāo)的低頻波動(dòng)與行為低頻波動(dòng)的相關(guān)性，找到抑制控制的低頻腦電特征，為臨床提供腦電效標(biāo)。

實(shí)驗(yàn)2b進(jìn)一步考察探針概率對抑制控制低頻波動(dòng)特征的影響。由于探針概率不僅體現(xiàn)了對抑制控制的需求，還會(huì)影響任務(wù)難度、警覺準(zhǔn)備、心智游移等過程，通過對探針概率的操作可進(jìn)一步反映持續(xù)性注意主要成分之間的相互作用及其對持續(xù)性注意波動(dòng)特征的影響。本實(shí)驗(yàn)以探針的概率 10% 、 20% 、 30% 為自變量，以行為反應(yīng)時(shí)、虛報(bào)率、漏報(bào)率、腦電的P3成分等的低頻功率譜為因變量，考察不同抑制控制需求對低頻波動(dòng)的影響。行為與腦電的數(shù)據(jù)處理方式與實(shí)驗(yàn)2a相同，并通過對應(yīng)頻率波動(dòng)的變化與行為反應(yīng)的變化做關(guān)聯(lián)，確定概率操作對不同成分的影響。

根據(jù)此前關(guān)于抑制控制低頻波動(dòng)的相關(guān)研究結(jié)果，預(yù)期在有無探針的實(shí)驗(yàn)中，抑制控制波動(dòng)的峰值出現(xiàn)在 0.01Hz 以下；在操縱探針概率的實(shí)驗(yàn)中，由于探針概率越高被試需要做出更多的抑制反應(yīng)，因此探針概率高的情況下虛報(bào)率可能更高；探針概率低的情況下漏報(bào)率可能更高，這會(huì)導(dǎo)致相關(guān)成分的低頻波動(dòng)特征發(fā)生變化。同時(shí)，與抑制控制、注意集中等成分相關(guān)的腦電波動(dòng)特征也可能發(fā)生同步變化。如果“不同認(rèn)知成分有不同的波動(dòng)特征\"這一假設(shè)成立，則抑制控制和其他成分的波動(dòng)特征應(yīng)該是可分離的，但不能排除不同成分共享部分時(shí)空結(jié)構(gòu)的可能性。為確定不同認(rèn)知成分獨(dú)有的和共享的時(shí)空結(jié)構(gòu)的變化，本研究將采用典型相關(guān)分析等多變量分析方法、時(shí)間和空間維度的獨(dú)立成分分析以及有向相互影響等統(tǒng)計(jì)方法區(qū)分不同成分的行為和神經(jīng)效應(yīng)（Wangetal.，2014;Wangetal.，2015）。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合研究一和前人研究結(jié)果，逐步建立不同認(rèn)知成分低頻波動(dòng)的時(shí)空動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)。

3.2研究二：基于波動(dòng)特征的持續(xù)性注意干預(yù)機(jī)制研究

在持續(xù)性注意過程中，多動(dòng)癥、自閉癥人群表現(xiàn)出了左側(cè)PFC的功能不足，說明左側(cè)DLPFC可能是持續(xù)性注意干預(yù)的重要空間靶點(diǎn)（Christakouetal.，2013;Filmeretal.，2019）。同時(shí)，持續(xù)性注意波動(dòng)的發(fā)展及其在多動(dòng)癥中的異常波動(dòng)多發(fā)生在0.05Hz 附近（Karalunasetal.，2013；Yordanovaetal.，2011）。據(jù)此，已有研究在左側(cè)DLPFC實(shí)施0.05Hz 的O-tDCS，成功干預(yù)了持續(xù)性注意的多個(gè)成分，為基于波動(dòng)特征的干預(yù)指明了方向（Qiaoetal.，2022）。本研究在研究一的基礎(chǔ)上繼續(xù)探索O-tDCS干預(yù)持續(xù)性注意波動(dòng)的機(jī)制，揭示成分特異性的頻率和靶點(diǎn)。

實(shí)驗(yàn)3旨在研究干預(yù)持續(xù)性注意低頻波動(dòng)的刺激頻率效應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)為二因素混合設(shè)計(jì)，刺激頻率（警覺峰值頻率、抑制控制峰值頻率、心智游移峰值頻率等）為被試間變量，測試時(shí)間（刺激前、刺激中、刺激后）為被試內(nèi)變量，因變量為行為反應(yīng)時(shí)、虛報(bào)率、漏報(bào)率、EEG信號等指標(biāo)的低頻功率譜。具體來說，本實(shí)驗(yàn)采用不同成分在研究一中確定的3＼～4個(gè)優(yōu)勢頻率，以左側(cè)DLPFC為靶點(diǎn)實(shí)施O-tDCS，對各行為和腦電指標(biāo)進(jìn)行刺激頻率 .× 測試時(shí)間的二因素方差分析，根據(jù)交互作用驗(yàn)證不同頻率的刺激是否能特異性增強(qiáng)對應(yīng)的認(rèn)知功能，結(jié)合行為和腦電技術(shù)探索基于認(rèn)知成分低頻波動(dòng)特征的精準(zhǔn)干預(yù)機(jī)制。本研究預(yù)期在相應(yīng)成分的優(yōu)勢頻率上施加刺激可以更顯著地調(diào)節(jié)該成分。

實(shí)驗(yàn)4旨在研究干預(yù)持續(xù)性注意低頻波動(dòng)的刺激靶點(diǎn)效應(yīng)。本實(shí)驗(yàn)為二因素混合設(shè)計(jì)，干預(yù)靶點(diǎn)（警覺靶點(diǎn)、抑制控制靶點(diǎn)、心智游移靶點(diǎn)等）為被試間變量，測試時(shí)間為被試內(nèi)變量，因變量為行為反應(yīng)時(shí)、虛報(bào)率、漏報(bào)率等及其低頻功率譜。具體來說，本實(shí)驗(yàn)以研究一確定的3＼～4個(gè)不同成分的核心皮層區(qū)域?yàn)榇碳ぐ悬c(diǎn)實(shí)施O-tDCS，刺激頻率為 0.05Hz_? 對各行為和腦電指標(biāo)進(jìn)行刺激靶點(diǎn) × 測試時(shí)間的二因素方差分析，根據(jù)交互作用驗(yàn)證不同靶點(diǎn)的刺激是否能特異性增強(qiáng)對應(yīng)的認(rèn)知功能，結(jié)合行為和腦電技術(shù)探索基于認(rèn)知成分特異性靶點(diǎn)的精準(zhǔn)干預(yù)機(jī)制。本研究預(yù)期在相應(yīng)成分的特異性靶點(diǎn)上施加刺激可以更顯著地調(diào)節(jié)該成分。

研究二從頻率（時(shí)間）和靶點(diǎn)（空間）兩方面探索基于持續(xù)性注意成分波動(dòng)特征的精準(zhǔn)干預(yù)機(jī)制，一方面驗(yàn)證持續(xù)性注意的成分波動(dòng)假設(shè)，另一方面基于新的成分波動(dòng)理論開發(fā)持續(xù)性注意的精準(zhǔn)干預(yù)方案。

3.3研究三：認(rèn)知成分交互作用的低頻波動(dòng)機(jī)制研究

本研究采用自主開發(fā)的HR-CAT，考察持續(xù)性注意的波動(dòng)在警覺、定向、執(zhí)行控制和基線條件下的差異。HR-CAT實(shí)驗(yàn)程序如圖5所示。本研究將通過兩個(gè)子實(shí)驗(yàn)，分別考察注意網(wǎng)絡(luò)的行為和腦電信號低頻波動(dòng)特征以及fMRI信號低頻波動(dòng)特征，共同探索在基線水平上增加不同注意網(wǎng)絡(luò)成分時(shí)，持續(xù)性注意的行為-電生理-神經(jīng)血氧信號波動(dòng)的時(shí)空特征。以警覺為例，警覺條件可以誘發(fā)被試的位相性警覺，而整個(gè)任務(wù)的警覺表現(xiàn)則可以代表緊張性警覺的波動(dòng)。兩種警覺狀態(tài)下的藍(lán)斑-去甲腎上腺素系統(tǒng)神經(jīng)元放電會(huì)產(chǎn)生相互影響，但這個(gè)動(dòng)態(tài)過程及作用機(jī)制仍不清楚（Aston-Jonesamp; Cohen，20o5;Howells etal.，2012;Petersenamp;Posner，2012）。在本實(shí)驗(yàn)中，通過對比警覺和基線條件下緊張性警覺低頻波動(dòng)的差異來檢驗(yàn)位相性警覺的水平對緊張性警覺低頻波動(dòng)的影響，從而考察二者之間的關(guān)系。

實(shí)驗(yàn)5為被試內(nèi)設(shè)計(jì)，每名被試完成HR-CAT中的警覺、定向、執(zhí)行控制和基線四個(gè)任務(wù)。本實(shí)驗(yàn)采用穩(wěn)態(tài)組塊設(shè)計(jì)，基于行為、腦電和功能磁共振技術(shù)探索持續(xù)性注意與注意網(wǎng)絡(luò)交互的波動(dòng)特征。

實(shí)驗(yàn)5a以各個(gè)注意功能的反應(yīng)時(shí)、正確率以及腦電成分的低頻功率譜為因變量，考察注意網(wǎng)絡(luò)的行為和腦電信號低頻波動(dòng)特征。具體來說，對HR-CAT任務(wù)的反應(yīng)時(shí)和正確率數(shù)據(jù)進(jìn)行功率譜計(jì)算，提取其峰值頻率、功率值等進(jìn)行重復(fù)測量方差分析和配對t檢驗(yàn)，考察不同注意成分對持續(xù)性注意低頻波動(dòng)特征的影響。對腦電數(shù)據(jù)的記錄和分析同實(shí)驗(yàn)1a，通過重復(fù)測量方差分析和配對t檢驗(yàn)考察不同注意成分對腦電信號低頻波動(dòng)特征的影響。

實(shí)驗(yàn)5b以各個(gè)注意功能的反應(yīng)時(shí)、正確率的功率譜以及fMRI信號的亞慢波時(shí)空拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為因變量，考察注意網(wǎng)絡(luò)的行為和fMRI信號低頻波動(dòng)特征。具體來說，對行為數(shù)據(jù)的分析同實(shí)驗(yàn)5a;對fMRI數(shù)據(jù)的分析同實(shí)驗(yàn)1b，通過重復(fù)測量方差分析和配對t檢驗(yàn)考察不同注意成分對fMRI信號低頻波動(dòng)特征的影響。在上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中，通過與基線條件的對比，考察哪些頻率波動(dòng)存在差異，檢測實(shí)驗(yàn)中是否產(chǎn)生了新的頻率波動(dòng)特征以及檢測研究一中的建立起來的波動(dòng)特征是否會(huì)發(fā)生變化。

實(shí)驗(yàn)5預(yù)期不同的注意網(wǎng)絡(luò)有不同的低頻波動(dòng)特征，其中警覺網(wǎng)絡(luò)可能跟持續(xù)性注意的警覺波動(dòng)存在交互作用，執(zhí)行控制網(wǎng)絡(luò)可能跟持續(xù)性注意的抑制控制波動(dòng)存在交互作用。

4理論建構(gòu)與研究創(chuàng)新

隨時(shí)間流逝而不斷波動(dòng)是持續(xù)性注意的一種重要特征。由于注意波動(dòng)在生活中具有廣泛的負(fù)面影響，如何揭示和利用持續(xù)性注意的波動(dòng)規(guī)律已經(jīng)成為教育、心理治療、人因工程等多個(gè)領(lǐng)域共同關(guān)注的前沿問題，但目前的理論框架難以涵蓋其多成分、多頻率的波動(dòng)特性。本研究以認(rèn)知的頻譜指紋假說、注意的節(jié)律理論等理論為基礎(chǔ)，針對\"持續(xù)性注意低頻波動(dòng)的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制\"這一核心問題，圍繞“解碼持續(xù)性注意的內(nèi)部成分，闡明各成分波動(dòng)的腦機(jī)制\"這一核心內(nèi)容，闡述\"持續(xù)性注意中的不同認(rèn)知成分主導(dǎo)了不同波動(dòng)特征\"的觀點(diǎn)，從而建構(gòu)和驗(yàn)證“持續(xù)性注意的成分波動(dòng)理論”。

首先，本研究拓展了注意理論，填補(bǔ)了當(dāng)前理論未澄清持續(xù)性注意的不同成分如何參與其緩慢波動(dòng)過程的空白。早期研究者大多將持續(xù)性注意等同于警覺（Mackworth，1948）。近年來，研究者們認(rèn)為與選擇性注意、自上而下注意等注意類型不同，持續(xù)性注意是一種復(fù)雜的認(rèn)知功能，不能簡單等同于警覺，而是包含了抑制控制、心智游移等不同的成分（Sarter etal.，20o1;Thomsonetal.，2015）。此外，正如三個(gè)注意網(wǎng)絡(luò)既相互獨(dú)立又相互協(xié)作（Callejasetal.，2005;Xuan etal.，2016），持續(xù)性注意的核心成分可能也是既可以分離又相互協(xié)同來應(yīng)對生活中復(fù)雜多變的需求。為了系統(tǒng)分離持續(xù)性注意的核心成分、解析其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，本研究探索不同認(rèn)知成分所主導(dǎo)的波動(dòng)特征，建構(gòu)持續(xù)性注意波動(dòng)的理論。需要強(qiáng)調(diào)的是，成分的可分離并不意味著不同成分是完全獨(dú)立的，相反，除了不同成分獨(dú)有的時(shí)空結(jié)構(gòu)，成分之間會(huì)存在大量共享的時(shí)空結(jié)構(gòu)，因而，探討不同成分之間的相互作用也是建構(gòu)成分波動(dòng)理論的重要方面。

其次，本研究完善了腦功能理論，把特定的認(rèn)知成分與腦功能的時(shí)空結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來，形成從神經(jīng)振蕩到認(rèn)知成分波動(dòng)到持續(xù)性注意整體波動(dòng)的邏輯鏈條，揭示持續(xù)性注意波動(dòng)的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制。認(rèn)知功能是由特定的神經(jīng)回路實(shí)現(xiàn)的。在神經(jīng)回路中，通過多層級的節(jié)律性神經(jīng)活動(dòng)交流信息是進(jìn)化形成的一種主要的腦內(nèi)信息傳遞模式（Buzsaki，2009）。由于路徑長度、傳輸速度等因素的影響，每個(gè)腦區(qū)和回路都有其特定的頻譜特征，而協(xié)調(diào)更大范圍的神經(jīng)活動(dòng)需要更低頻的節(jié)律調(diào)節(jié)，這使得每種認(rèn)知功能在宏觀上表現(xiàn)出緩慢波動(dòng)的頻譜特征（Keitelamp;Gross，2016）。認(rèn)知的頻譜指紋把每種認(rèn)知功能與特定的腦活動(dòng)時(shí)空特征相聯(lián)系，是一種新穎且有效的定義認(rèn)知功能的方法（Siegeletal.，2012）。已有研究使用靜息態(tài)和穩(wěn)態(tài)組塊設(shè)計(jì)的連續(xù)操作任務(wù)揭示了亞慢波腦活動(dòng)的多頻率波動(dòng)特征（Ao etal.，2023;Wangetal.，2018;Wangetal.，2020），而持續(xù)性注意的波動(dòng)剛好落在亞慢波的頻段范圍內(nèi)（Estermanamp;Rothlein，2019），本研究據(jù)此推斷不同頻率的波動(dòng)可能與持續(xù)性注意的不同認(rèn)知成分有關(guān)。由于行為、電生理、血氧信號在亞慢波段表現(xiàn)出相似的振蕩特征，通過亞慢波腦活動(dòng)的時(shí)空結(jié)構(gòu)解碼持續(xù)性注意的波動(dòng)機(jī)制既具有必然性、必要性，也具有天然優(yōu)勢。本研究采用行為、腦電、fMRI等研究方法，結(jié)合自主開發(fā)的亞慢波TES和全局時(shí)空拓?fù)浞治黾夹g(shù)等，從生理一心理-神經(jīng)耦合的角度探討持續(xù)性注意波動(dòng)的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制。在研究方法上，推動(dòng)認(rèn)知功能的腦區(qū)和腦網(wǎng)絡(luò)研究走向時(shí)空結(jié)構(gòu)研究（Wangetal.，2025），同時(shí)驗(yàn)證和完善“時(shí)空神經(jīng)科學(xué)”（Northoff，2024）、“認(rèn)知的頻譜指紋”（Siegeletal.，2012）等前沿理論。在研究內(nèi)容上，把心理學(xué)對傳統(tǒng)神經(jīng)節(jié)律的研究擴(kuò)展到亞慢波腦活動(dòng)研究促進(jìn)對心理活動(dòng)“宏觀波動(dòng)”、“慢過程”的認(rèn)識（Kringelbach etal.，2015;Wilckensetal.，2018）。

最后，本研究豐富了無創(chuàng)腦干預(yù)領(lǐng)域的研究，提供了持續(xù)性注意波動(dòng)的精準(zhǔn)時(shí)空靶點(diǎn)。由于持續(xù)性注意的異常波動(dòng)與各種神經(jīng)、精神疾病有關(guān)，即使是正常波動(dòng)也會(huì)對工作和學(xué)習(xí)效率造成影響甚至可能導(dǎo)致重大災(zāi)難，因而有必要探尋調(diào)節(jié)持續(xù)性注意波動(dòng)的有效方法。根據(jù)腦功能活動(dòng)的時(shí)空特征進(jìn)行精準(zhǔn)干預(yù)能夠有效改善干預(yù)效果。本研究在持續(xù)性注意的核心認(rèn)知成分對應(yīng)的優(yōu)勢頻率、神經(jīng)回路的關(guān)鍵靶點(diǎn)上施加亞慢波TES，通過認(rèn)知-頻率-腦區(qū)特異性效應(yīng)驗(yàn)證認(rèn)知成分與波動(dòng)特征的關(guān)聯(lián)。一方面為持續(xù)性注意的成分波動(dòng)假設(shè)提供因果證據(jù)，另一方面為持續(xù)性注意波動(dòng)的干預(yù)提供精準(zhǔn)靶點(diǎn)。亞慢波TES將促進(jìn)對持續(xù)性注意波動(dòng)特征的利用、避免波動(dòng)的危害，助力個(gè)體提高學(xué)習(xí)、生活和工作質(zhì)量，減少人為事故。

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The mechanism and intervention of low-frequency fluctuations ofsustained attention

WANG Yifeng， TANG Yuzhu， XIAO Kunchen， JING Xiujuan （Institute ofBrain and Psychological Sciences，Sichuan Normal UniversityChengdu6lo066，China）

Abstract：Sustained attention is the ability to maintain atention to particular stimuli or cognitiveactivities over time. However，atention levels fluctuate over time， which can impede ongoing cognitive activities. The normal development of sustained attntion，as well as its abnormal fluctuations in patients with neurological and psychiatric disorders，occur across multiple infra-slow frequencies.Current research oversimplifies the fluctuations as a trade-off and allcation of limited cognitive resources， making it dificult to analyze the complex array of diverse cognitive components and characteristics of multiple frequency fluctuations for sustained attention.This study aims to elucidate the cognitive neural mechanisms underlyingthe low-frequency fluctuations for sustained atention.It includes： （l） investigating the brain-spatiotemporal characteristics of cognitive components’ fluctuations for sustained atention and proposing hypotheses for cognitive component fluctuations; （2） exploring interventions based on low-frequency fluctuations of sustained atention components，by using infra-slow wave transcranial electrical stimulation to validate the proposed hypotheses based on frequency， timing，and brain regions; （3） examining the interaction between sustained attention and atentional networks.This study contributes to understanding the cognitive and spatiotemporal characteristics of sustained atention and provides insights for precise interventions of sustained attention fluctuations.

Keywords：sustainedattentionbrain-spatiotemporalcracteristics，low-frequencybrainactivitynfra-slow wave transcranial electrical stimulation， attentional network