研究生论文焦虑与执行功能子成分关系的实验研究

1、硕士研究生学位论文题 目焦虑与执行功能子成分关系的实验研究2005 年 4 月焦虑与执行功能子成分关系的实验研究摘要 执行功能（executive function, EF）是指个体在实施目的行为过程中以动态、灵活的方式协调多个认知子系统活动的复杂认知过程，多种神经心理疾病都可以表现为执行功能障碍，与人类许多高级心理功能有密切关系，是心理学研究的一个前沿性课题。本文从神经心理疾病症状学的新视角来探讨焦虑与执行功能子成分的关系，对这种关系的系统研究有助于人们深刻理解神经心理疾病症状的一些内在机制, 进而加深对人类神经心理疾病状态时的信息加工特点和规律的认识。为了系统探讨焦虑与执行功能子成分的关系

2、，本研究采用Miyake等人用潜变量分析法验证的执行功能的结构概念，分别探讨了焦虑两个维度（特质焦虑与状态焦虑）对执行功能三个子成分（抑制功能、注意转换功能和工作记忆的刷新功能）的影响作用。本研究以大学生为被试，进行了1个预备实验和3个正式实验，预备实验中采用自陈式量表测量被试的特质焦虑水平，为正式实验筛选出高、低特质焦虑水平的两组被试；正式实验采用认知任务对被试的执行功能子成分进行测量，并在每一个实验完成之后采用自陈式量表对被试在该实验过程中的状态焦虑程度进行测量。实验一采用经典的Stroop命名任务测量被试的抑制功能，有一致条件和冲突条件，比较在两种条件下两组被试的实验结果，分析发现：高特

3、质焦虑的个体在冲突条件下反应时延长，高状态焦虑个体在冲突条件下反应错误率较高，在反应时间上，特质焦虑×状态焦虑×刺激条件三因素之间交互作用达临界显著。实验二采用加-减法任务测量被试的注意转换功能，有简单任务和较难任务两个条件，比较在两种条件下两组被试的转换计算时间差是否具有差异性。 结果发现, 高特质焦虑个体的转换计算时间差大于低特质焦虑的个体，而状态焦虑的主效应不显著，特质焦虑×状态焦虑×任务难度三因素之间的交互作用非常显著。实验三采用活动记忆范式测量被试的工作记忆刷新功能，有简单任务和较难任务两个条件，比较在两种条件下两组被试的工作记忆刷新分数。结果

4、发现，在两种条件下，高状态焦虑个体与低状态焦虑个体的工作记忆刷新分数相比，前者成绩显著低于后者, 特质焦虑的主效应不显著，特质焦虑×任务难度之间的交互作用显著。这三个实验的相关性分析表明，全体被试的抑制功能与转换功能、抑制功能与工作记忆刷新功能、以及抑制功能与工作记忆刷新功能之间存在微弱的相关性，高特质焦虑个体的执行功能子成分间也存在显著的相关关系，然而，低特质焦虑个体的子成分间相关关系不显著。从本研究的三个实验结果得出以下结论：1、不同的焦虑维度对执行功能的影响作用不同，特质焦虑和状态焦虑分别对执行功能具有影响作用，特质焦虑×状态焦虑之间没有交互效应。2、焦虑个体的抑制功

5、能障碍，抑制功能受到特质焦虑、状态焦虑、及特质焦虑×状态焦虑×刺激条件之间可能存在的交互效应的影响。3、焦虑个体的注意转换功能障碍，特质焦虑、及特质焦虑×状态焦虑×任务难度三因素间的交互效应对注意转换功能有非常显著的影响。4、焦虑个体的信息刷新功能障碍，刷新功能受到状态焦虑、及特质焦虑×任务难度间交互效应的影响。5、个体的执行功能各子功能间并非完全独立，而是存在微弱的相关性，焦虑个体的相关性更加明显，说明了焦虑个体执行功能障碍是全面性的，而不是某一个子功能障碍。关键词: 执行功能 焦虑 抑制功能 转换功能 工作记忆刷新功能 An Experim

6、ental Study on the Relations between Anxiety and three Subcomponents of Executive FunctionsWang ShuzhenAbstract Executive function (EF for short) is defined as a complex cognitive processing which includes several dynamic, flexible cognitive subcomponents when individuals performance an intent actio

7、n. EF is a key field of psychology. It is closely related to many psychoneuroses. To explore the relations between anxiety and EF, based on semiological viewpoint of psychoneuroses, the present study discussed the effects of trait anxiety (TA) and state anxiety (SA) on three subcomponents of EF, nam

8、ely effects on inhibition, shifting and updating. This paper employed the definition of EF proposed by Miyake and his research fellows, and the very definition was confirmed by latent variable analysis. The present research will contribute to better understanding the mechanism of symptoms of psychon

9、euroses, as well as the cognitive characteristics and rules of psychoneuroses. The present study consists of one plot experiment and three target experiments. All subjects are undergraduates. They were screened by self-reported scale in the plot experiment, grouped under high-TA and low-TA heads. Th

10、e subjects subcomponents of EF were measured by three cognitive tasks in three target experiments. The SAs of subjects in three target experiments were immediately obtained by self-reported scale after each experiment. In Experiment 1, inhibition of prepotent responses was measured by the Stroop nam

11、ing task, which included two conditions, conflict conditions and consistent conditions. Through analyzing the data, the following findings were achieved. In conflict conditions, the response time (RT) of individuals with high-TA was longer than that of low-TA subjects; the rate of response error for

12、 individuals with high-SA was higher than that of low-SA subjects; the interactive effect of TA×SA×Conditions on the subjects RT was marginally significant. In Experiment 2, the mental set shifting was tested by the plus-minus task, which the cognitive task was performed in two conditions,

13、 that is, simple level and difficult level. After analyzing the data, two results were achieved. First, the main effect of the shifting time is significant, that is, for individuals with high-TA, the shifting times were longer than that of their counterparts in both conditions. Second, the interacti

14、ve effect of TA×SA×Conditions was strongly significant. In Experiment 3, the information updating and monitoring was tested by the running memory paradigm that was employed in two conditions, that is, simple task and difficult task. The results of this experimental data were that the main

15、effect of SA is significant, that is, the scores of individuals with high-SA were poorer than that of their counterparts in both conditions; that the interactive effect of TA×Conditions was significant. As to the relations among all data of the three experiments, the Pearsons correlation was pr

16、oduced. The data of three experiments were moderately correlated each other for whole subjects and high-TA subjects, respectively. However, there was no significant correlation for low-TA subjects data. Based on the results of three target experiments, five conclusions can be arrived at. First, the

17、two dimensions of anxiety impact on the subcomponents of EF independently. There was no significant interactive effect of TA×SA. Second, inhibition of prepotent responses is deficit in individuals with high-anxious, and this subcomponent of EF is impacted by TA, SA, and the possible interactive

18、 effect of TA×SA×Conditions. Third, mental set shifting is deficit in individuals with high-anxious, and this subcomponent of EF is impacted by TA and the strong interactive effect of TA×SA×Conditions. Fourth, information updating and monitoring is deficit, and this subcomponent

19、of EF is impacted by SA and the interactive effect of TA×Conditions. Fifth, for all subjects, every subcomponent of EF is not completely independent, but moderately correlative to each other. For individuals with high-anxious, such correlation is more notable. The results suggest that the defic

20、it of EF in individuals with high-anxious is not only limited to a certain subcomponent, but to all three subcomponents, that is, EF of individuals with high-anxious is generally deficit.Keywords: executive function, anxiety, inhibition of prepotent responses, mental set shifting, information updati

21、ng and monitoring前言1一、课题综述1（一）执行功能概念的演变11解剖学模块化方法界定的执行功能12系统功能理论解释的执行功能7（二）执行功能的结构91执行功能结构的性质102执行功能结构的子成分及其测量方法12（三）焦虑状态的执行功能研究141. 焦虑的相关研究142. 焦虑与执行功能关系的相关研究15二、问题提出与研究意义17三、实验过程及结果分析20（一）预备实验201. 预实验A202. 预实验B21（二）实验一211. 被试212实验设计与实验程序213结果与分析224小结24（三）实验二251被试252实验设计与实验程序253结果与分析274小结28（四）实验三29

22、1被试292实验设计与实验程序293结果与分析304小结32（五）个体执行功能三个子成分间的关系32四、总讨论34（一）焦虑对执行功能抑制子功能的影响作用34（二）焦虑对执行功能转换子功能的影响作用35（三）焦虑对执行功能工作记忆刷新子功能的影响作用37（四）焦虑个体的执行功能各子成分间的关系38五、结束语40参考文献43前言执行功能（executive function, EF）又叫中央执行Miyake, A., Friedman, N. P., & Emerson, M. J., et. al，The Unity and Diversity of Executive Functio

23、ns and Their Contributions to Complex “Frontal Lobe”Tasks: A Latent Variable Analysis. Cognitive Psychology, 2000, 41: 49100. ,Baddeley, A., Exploring the Central Executive. The Quarterly Journal of Experimental Psychology, 1996,49A (1): 5-28.，它与人类许多高级心理功能有密切关系，因而是心理学研究的一个前沿性主题。执行功能是指个体在实施目的行为过程中以动态

24、、灵活的方式协调多个认知子系统活动的复杂认知过程Funahashi, S., Neuronal mechanisms of executive control by the prefrontal cortex. Neurosci Res, 2001,39:147 165.。现有的研究表明，执行功能主要涉及额叶皮层与其它皮层及皮层下脑区的动态交互作用Elliott, R., Executive functions and their disorders. British Medical Bulletin, 2003, 65: 49-59. ,Carpenter, P. A., Just, M.

25、A., & Reichle, E. D., Working memory and executive function: evidence from neuroimaging. Current Opinions on eurobiology, 2000, 10: 195-196.，它曾被心理学家们看成是额叶的功能和居于人脑中无所不能的“小矮人”，是一种控制所有其它认知活动的元认知过程Alex, B., Morgan, & Lilienfeld, S. O.，A meta-analytic review of the relation between antisocial beh

26、avior and neuropsychological neasures of executive function. Clinical Psychology Review, 2000, 20(1): 113 136. 。Norman和Shallice、Baddeley 、Miyake等众多学者分别从不同角度对其进行了深入的研究2,Lehto, J., Are execituve function tests dependent on working memory capacity?. The Quarterly Journal of Experimental Psychology, 199

27、6,49A (1): 29-50.，使人们对它的理解越来越明晰和深刻。该领域的研究经历了从“额叶隐喻（frontal metaphor）”、人脑中“小矮人（homunculus）”类比的研究阶段到对其内容结构的有效性进行探讨的转变，即从倾向于采用定位主义（localizationalist）的研究思路、到非模块化的单一功能结构、进而到多维功能结构的转变。Miyake等人用潜变量分析法（Latent Variable Analysis）对执行功能的结构进行了研究，验证了执行功能的三个子成分，即抑制功能、注意转换功能和工作记忆的刷新功能，这三个子功能既相互分离又具有中度的相关性。在对执行功能这一概

28、念本身进行研究的同时，执行功能与神经精神疾病关系的研究也取得了很大的进展，但目前的研究都是围绕诊断维度开展的，且经常出现同一诊断的许多研究结果不一致的尴尬。由于焦虑是许多神经精神疾病的共同症状，由此认为有必要对这些研究结果是否都受到了焦虑症状的影响进行深度的研究和探讨。本文试图从对焦虑与执行功能的关系来探讨症状维度上的执行功能各子成分的变化，以期对走出当前同一诊断间研究结果不一致的困境有所启发和帮助。一、课题综述（一）执行功能概念的演变1解剖学模块化方法界定的执行功能（1）“额叶隐喻”执行功能的研究源于额叶皮层损伤病人的研究。额叶是大脑发育中最高级的部分，占大脑皮层的面积高达33%，它的功能非

29、常广泛，如专司动作的监控和协调，语言及言语的产生和加工、以及把感知觉、意识和记忆整合为有组织、有计划的行动等。额叶包括初级运动区、前运动区和前额叶(prefrontal cortex，PFC)，其中PFC与认知功能关系密切。前额叶解剖学上分为眶部、背部、内侧部和外侧部，研究中常用另一种部位划分法，将前额叶分为背外侧前额叶（DLPFC，BA9/46）、腹外侧前额叶（VLPFC，BA44/45/47）和眶额叶（OFC，BA10/47）杨炯炯, 匡培梓, 管林初, 翁旭初, 老年记忆障碍与前额叶功能. 中国老年学杂志, 1999, 19(5): 190-192.。前额叶皮层的损伤引起了一系列神经心理

30、的缺陷，如：计划、概念形成、抽象思维、决策、认知灵活性、利用反馈、按时间先后对事件排序、对动作的监控等方面的困难，同时伴有情绪障碍王一牛，罗跃嘉，前额叶皮层损伤患者的情绪异常，心理科学进展，2004，12（2）：161-167.。这些障碍所对应的一系列能力就是“执行功能”这一术语最初的含义王乃弋，李红，高山，评执行功能的问题解决理论. 心理科学进展,2004，12(5)：706-713.,Wise, S. P., Murray, E. A., Gerfen, C. R., The frontal cortex-basal ganglia system in primates. Critical

31、 Reviews in Neurobiology, 1996, 10: 325.。因为这些能力与前额叶皮层的联系，便有了执行功能与额叶相联系的假设。因此执行功能的定义很宽泛，除上述的能力外，前额叶甚至额叶的其它一些功能也都包括在执行功能这一概念之中，诸如：获得和维持解决问题框架（problem-solving set）、组织技能、选择性注意、控制、维持最佳认知框架（cognitive-set）等8，传统上人们常常将执行功能和前额叶皮层（prefrontal cortex，PFC）这两个术语交替使用。前额叶皮层一直被认为是执行控制的重要结构。前额叶皮层损伤导致判断力、计划和决策能力下降,被称为“

32、执行障碍综合症”(dysexecutive syndromes) 李敏, 沈政, 黎海蒂, 前额叶与执行控制, Chinese Journal of Behavioral Medical Science, 2002, 11 (3): 356-357. 。对执行功能的研究除了对额叶损伤病人的研究外，该领域中，从动物实验到对人的大量研究成果都证明了执行功能与前额叶的密切联系，以及前额叶在高级认知加工中的重要作用是通过作为执行功能协调机制的中央执行系统来反映的。 动物实验模型的结果显示Jeffrey, W. Dalley, R. N., Cardinal, T. W., & Robbins,

33、 Review, Prefrontal executive and cognitive functions in rodents: neural and neurochemical substrates Neuroscience and Biobehavioral Reviews, 2004, 28: 771784.：一般认为鼠类、猴子和人类的前额叶一样，具有执行功能，即最佳复杂行为序列图式，包括注意的选择性、干扰的抑制、行为的监控、任务的转换、工作记忆、计划和决策Robbins, T.W., Chemical neuromodulation of fronto-executive funct

34、ions in humans and other animals. Exp Brain Res., 2000, 8: 130-138.,Preuss, T.M., Do rats have prefrontal cortex? The RoseWoolseyAkert program reconsidered. J. Cogn Neurosci, 1995, 7:124.。首先，有关注意转换功能的研究较多。在鼠类的实验中发现，前额叶中部损伤的实验鼠在执行几个时间序列化动作时受到影响。 时间序列化动作涉及注意加工，特别是注意的分配和转换功能。大量的研究表明，注意功能在额叶。越来越多的证据提示，背

35、外侧额叶受损的灵长类动物表现为从一个知觉维度到另一个知觉维度的注意转换困难，而眶额叶皮层的损伤，逆向学习能力受到明显的影响。这些研究结果说明啮齿类动物确实存在注意转换功能障碍，而这一障碍可以发生在额叶中部、额叶背外侧和眶额叶损伤时Dias R., Robbins, T.W., Roberts, A.C., Dissociable forms of inhibitory control within prefrontal cortex with an analog of the Winconsin Card Sort Test: restriction to novel situations a

36、nd independence from on-line processing. J Neurosci, 1997,17:8597.,Dias, R., Robbins, T.W., Roberts, A.C., Dissociation in prefrontal cortex of affective and attentional shifts. Nature, 1996, 380: 6972.。其次，关于抑制、控制功能，研究发现实验鼠在冲动性选择与自我控制能力上存在障碍Mobini, S., Body, S., & Ho, M.Y., et al., Effects of le

37、sions of the orbitofrontal cortex on sensitivity to delayed and probabilistic reinforcement. Psychopharmacology 2002, 160: 8-29.。在灵长类动物实验中，运用电生理学方法和动物模型法，Fuster和Alexander、Goldman-Rakic、Jacobsen，以及Miller等人观察到前额叶在目标维持和目标表征中必不可少；Petrides的研究表明前额叶在监控、操作及表征评价上是必须的解剖结构。第三，关于工作记忆的功能，前额叶皮层，特别是背外侧，对工作记忆表征进行即时

38、的维持，这种维持对于产生可能行为的调解是必不可少的，特别是干扰条件下的行为Fuster, J.M., Executive frontal functions. Exp Brain Res, 2000: 133: 6670.。这些动物实验结果说明前额叶皮层是它们的执行功能或中央执行控制的重要解剖学基础Anthony, D.W., Maril, A., & Bjork, R. A., et al., Prefrontal Contributions to Executive Control: fMRI Evidence for Functional Distinctions within

39、Lateral Prefrontal Cortex. NeuroImage, 2001, 14: 13371347.。虽然人类 PFC 有别于动物，但人类和鼠类、猴子都属于啮齿类动物，它们的前额叶解剖框架和细胞结构虽有一些差异，但也有一定的相似性，动物实验的结果对于人类执行功能的研究有启发作用。在鼠类和灵长类动物实验的基础上，开展了对人类执行功能的影像学研究。大量的脑影像学研究指出，人类的执行控制过程确实发生在前额叶。首先，执行功能作为注意控制与转换的作用引起了较大的关注。双任务测验中，发现背外侧前额叶在双任务条件时活动增加，而在单任务时没有这种变化，说明了在执行功能的注意控制与转换功能上 D

40、LPFC 发挥了作用Osaka, N., Osaka, M., & Kondo, H., The neural basis of executive function in working memory: an fMRI study based on individual differences. NeuroImage, 2004, 21: 623631.，它在认知加工中起着分配和协调注意资源的作用2。因此，前额叶与控制条件下的提取、选择、目标相关表征的维持和/或操作有关Smith, E.E., Jonides, J., Storage and executive processes

41、in the frontal lobes. Science, 1999, 283: 1657-1661.。其次，关于工作记忆的研究，Braver 运用工作记忆容量的研究范式，在阅读广度测验（reading span test，RST）中，发现随着工作记忆任务要求的增加，前额叶皮层的活动亦增加，这种活动变化模式得到了Bunge、Cowan 和 Rypma 等研究的验证。在ERP的有关研究中发现，工作记忆刷新功能障碍时，前额叶可以出现异常慢波活动。这一结果提示，刷新障碍表现为把新信息整合到存储的工作记忆的功能发生变化Clark, C.R., McFarlane, A. C., & Morr

42、is, P., et al., Cerebral Function in Posttraumatic Stress Disorder during Verbal Working Memory Updating: A Positron Emission Tomography Study. ORIGINAL ARTICLES, From the School of Psychology, Flinders Medical Research Institute, Flinders University, Adelaide (CRC, DLW); Department of Psychiatry, U

43、niversity of Adelaide, Adelaide (ACM); et al.。基于大量的研究结果，Petrides 和 Owen 等人提出了一个前额叶两阶段模型（a two-stage model of PFC）。在认知加工中，腹外侧前额叶促进控制皮层后续表征的提取，也就是一些理论所提出的，腹外侧前额叶负责所提取表征的实时维持；而背外侧前额叶，则被认为是对腹外侧实时维持表征的监控和操作起调节作用的部位。这种观点把前额叶的腹外侧和背外侧的功能表述为层级结构，即背外区操作腹外侧的加工结果20。前额叶两阶段模型虽然对腹外侧和背外侧前额叶的功能做了解释，但没有说明额叶在人类情绪中的作用。

44、关于额叶与情绪之间关系的研究可追溯到1848年。Heilman等在他们 1983 年出版的人类情绪的神经心理学（Neuropsychology of Human Emotion）一书中引用1848年美国佛蒙特州的铁路工人 Gage 所遭遇的意外事故来说明额叶与情绪之间关系。 近一个半世纪后，经采取 X 线和计算机三维模拟技术，发现 Gage 受损的是双侧额叶中下部分和额叶的腹内侧区，尤以左侧 PFC 为甚。这是额叶与情绪、社会性行为直接相关的典型病例Damasio, H., Grabowski, T.，Frank, R., et al., The return of Phineas Gage:

45、 clues about the brain from the skull of a famous patient. Science, 1994, 264(5162): 1102-1105.。除了外伤， 对其他原因如肿瘤和手术所导致 PFC 受损的研究也发现有情绪的变化。自 20 世纪 30 年代 Moniz 首次在临床上对患者行前额叶切除术以来，大量证据表明 PFC 在参与情绪调节上发挥着重要作用9。”有研究表明人类执行功能的某一方面可以表现在眶额叶的功能上。功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）对 OFC 的研究提示，在无动机

46、时，腹内侧前额叶（MPFC）可能参与正性和负性的基本情绪表达，而对由正性或负性情绪状态引导的目标，DLPFC 更可能直接参与此目标的表达Davidson, R. J., Irwin, W., The functional neuroanatomy of emotion and affective style. Trends in Cognitive Science, 1999, 3(1): 11-21. 。正电子发射层析技术（ positron emission tomography，PET）的研究发现，在负性情绪形成时，在右侧眶前回、额下回、额中回、额上回等发现葡萄糖代谢率增高；具体到焦虑情

47、绪时 表现为 MPFC 被持续激活Cacioppo, J. T., Gardner, W.L., Emotion. Annual Review Psychology, 1999, 50:191-214.。Baker等人的研究发现了额叶活动的一种模式，即在消极情绪状态下，背外侧额叶活动减弱，而眶额叶活动增强Baker, S.C., Frith, C.D., & Dolan, R.J., The interaction between mood and cognitive function studies with PET. Psychol. Med. 1997, 27:565578.，表

48、明眶额叶参与情绪情感的反映。这一活动模式在有临床抑郁症状病人的治疗方面也得到了验证，那些抗抑郁药物疗效较好的病人在治疗后没有表现出这一活动模式Drevets, W.C., Functional anatomical abnormalities in limbic and prefrontal cortical structures in major depression. Prog. Brain Res. 2000, 126: 413431.。对于上述研究结果，Tranel等人的观点做出了较好的说明，认为眶额叶负责把情绪的突显度（emotional salience）融合到认知过程的决策中Ro

49、gers, M. A., Kasai, K., & Koji, M., et al.,Review article, Executive and prefrontal dysfunction in unipolar depression: a review of neuropsychological and imaging evidence. Neuroscience Research, 2004, 50: 111.。眶额叶在消极情绪时的活动变化，反映了PFC不仅参与记忆、注意、监控等认知活动，而且也参与心境、情绪情感过程。总之，额叶的不同部位受损对执行功能的影响也不同,如背外侧额叶损

50、伤对于注意、计划、工作记忆等影响较大,腹外侧损伤注意的监控功能下降，影响注意定势转换和行为的灵活性，腹内侧损伤则影响基本情绪的表达，而眶额叶损伤的患者则在抑制功能、情绪、心境等方面作用影响较明显杨炯炯, 周晓林, 陈煊之, 大脑执行功能障碍与相关疾病. 中华精神科杂志2002, 35(2): 122-124. 。尽管这些研究结果为额叶皮层是执行功能的物质基础提供了大量的依据，然而，Pennington 和 Ozonoff 对于两者间的关系却持有不同的观点，他们认为这样对于执行功能进行定位缺乏确凿证据6，Pennington,B. E., Ozonoff, S., Executive funct

51、ions and developmental psychopathology. Journal of Child Psychiatry and Psychology, 1996,37: 5187.，因为额叶与其它脑区有广泛的联系，如额叶的主要功能之一是记忆，相关的功能影像研究表明，正常的工作记忆涉及多个皮层区域的协调活动Paulesu, E., Frith, C.D., Frackowiak, R.S., The neural correlates of the verbal component of working memory. Nature, 1993,362:342345.,Awh,

52、E., Jonides, J., Smith,E.E., Schumacher, E., et al., Dissociation of storage and rehearsal in verbal working memory. Psychol Sci, 1996, 7:2531.；PFC 各部分与情绪的精确对应关系，目前尚未明确Davidson, R. J., Anxiety and affective style: role of prefrontal cortex and amygdala. Biological Psychiatry, 2002, 51(1): 68-80. ；而前

53、额叶损伤的病人，各种执行功能障碍表现出多样性，即使相同部位的损伤，执行功能受损情况也不尽相同Andrés, P., Martial Van der Linden, Are central executive functions working in patients with focal frontal lesions?. Neuropsychologia, 2002, 40: 835845.，Baddeley、Carpenter 和 Morris 提出的前额叶局灶性损伤病人残存的执行功能是由许多脑区支持完成的，而不仅仅是额叶5，Baddeley, A.D., The central

54、 executive: a concept and some misconceptions. J Int Neuropsychol Soc, 1998, 45: 6-23.,Morris, R.G., Working memory in Alzheimer-type dementia. Neuropsychology, 1994, 5: 4454.。这些相关的研究表明，前额叶皮层不足以解释执行功能，很难把执行功能归属于仅仅是额叶产生的功能。因此，Pennington 和 Ozonoff 用“额叶隐喻”这一术语来说明执行功能功能与额叶之间这种不明确的关系6。有学者明确指出，把执行功能理解为额叶的

55、功能不仅不合适，而且在某种程度上是同一语的反复31。 （2）“小矮人”类比大量的实证研究表明，眶额叶与背外侧前额叶等的损伤可引起一些神经心理症状，但相似的症状也可以由皮层下结构的损伤而引起。这一现象的病理生理基础在很长时间之内没有得到圆满的解释。这一问题至到对脑的认知结构框架有了认识之后才得以解决Tekin, S., Jeffrey, L., Cummings, Frontalsubcortical neuronal circuits and clinical neuropsychiatry. An update Journal of Psychosomatic Research, 2002,

56、 53: 647654.。在解剖学水平上，啮齿类动物如鼠类、猴子和人类的额叶与脑干上部、丘脑、小脑以及大脑皮层其它区域有丰富的神经联系，而PFC与大脑其它区域的联系则更为密切，与所有的感觉区都有往返的纤维联系13,38。目前在关于执行功能研究中，普遍认同的观点是：执行功能的物质基础在前额叶及其它与之处于动态交互作用的脑区5。这一交互作用的解剖学基础是前额-皮层下环路形成的主要网络。这些网络调节人的认知活动及情感体验。目前研究发现，从前额叶到皮层下有五条平行的环路联系，分别把前额的特定区域与纹状体、基底核和丘脑相联系。这些环路分别起源于运动旁回、额叶眼区、前额叶背外侧部、眶额叶、以及额叶前扣带回

57、一部分。分别构成运动旁回环路、眶额叶环路、前额叶背外侧环路、眶额叶环路和前扣带回环路，与执行功能相关的主要是后三条环路。这种开放式的传入和传出环路连结、协调功能相似的脑区活动，特定的化学结构和多种神经递质的交互作用调节每一环路的活动。特定环路的损伤引起相应的额叶-皮层下环路综合征，如背外侧前额叶环路的损伤引起执行障碍综合征，眶额叶环路损伤导致以去抑制为特点的人格变化，扣带回环路损伤表现为动机下降、情感障碍38。在情绪调节上，额叶边缘系统尤为重要。人类大脑存在两条相互独立而平行的通路，即“额叶内侧扣带回海马通路”和“眶回额叶颞叶杏仁核通路”，这两条通路对心境和行为都有调控作用。情绪的中枢环路有前

58、扣带回、海马、岛叶、PFC 和杏仁核等结构，情绪的改变也就会随着不同部位的结构缺损或功能变化而有所不同。目前已知 PFC 病变致使情绪改变，而情绪的变化又影响着大脑的其他部位的功能，这可能是由于在顶、额和扣带回之间存在着广泛的联系34,王一牛，罗跃嘉，前额叶皮质损伤患者的情绪异常. 心理科学进展,2004, 12(2): 161-167.。无论是上述五条环路还是额叶-边缘系统，都不难看出，前扣带回（anterior cingulate cortex，ACC）及其与前额叶的交互作用对执行功能和情绪调控的关系最为密切。前扣带回位于大脑额叶内侧，除其24区前部的解剖学划分有争议外，其它部分属于边缘系统，一些研究者把ACC划分为ACC回喙部/腹侧/前部（大约定位于胼胝体膝部）及尾部/背侧/后部Swick, D., Jovanovic, J., Anterior cingulate cortex and the Stroop task: neuropsychological evidence for topographic specificity Neuropsychologia, 2002, 40: 12401253