四、讨 论
本章研究以生长在低海拔地区,且在拉萨居住满3年的健康年轻人为研究对象,考察在高、低知觉负载条件下,长期高海拔暴露对认知功能的影响。研究结果让我们了解到,长期高海拔暴露对视觉空间注意早期和晚期加工阶段影响的神经机制,并且这些结果支持了我们的研究假设。首先,和以往研究结果一致,行为和ERP均发现长期高海拔暴露对视空间注意影响。有效线索使反应速度和准确率显著优于无效线索条件,说明线索能吸引注意。有效线索条件C1波幅显著大于无效线索条件,可能说明在加工早期阶段,就对干扰刺激进行了加工。在有效提示条件中,增大的P1和N1波幅,符合视觉注意的感觉控制理论。无效线索条件下P3波幅显著大于有效线索条件,表明了P3成分是注意的有效指标。第二,通过对行为和ERP数据的分析,海拔效应显著。低海拔组的反应时显著短于高海拔组。在早期处理阶段,两组N1波幅不同,在后期处理阶段,两组P3波幅也不同,高海拔组的P3波幅小于低海拔组。第三,在行为数据和P3成分中都发现海拔和知觉负载的交互作用,在高知觉负载条件下,高海拔组的准确率和P3波幅都低于低海拔组。
结合行为和ERP数据,海拔显著影响空间注意。从行为数据来看高海拔组的反应时长于低海拔组,可能是高海拔组的感知觉加工发生了变化。
从ERP数据来看,在早期加工阶段,两组的N1成分在大脑半球之间存在差异。在大脑左半球P7和PO7位置,高海拔效应在有效提示条件下边缘显著。高海拔组N1波幅小于低海拔组。N1体现了辨别机制的有限能力,是对视觉辨别机制的反映。本研究结果证明海拔高度会影响视觉辨别能力。低海拔组右半球N1波幅大于左半球,但高海拔组大脑两半球差异不显著。高海拔组右半球的N1波幅与低海拔组无差异。在N1时间窗,低海拔组只激活右半球头皮后部电极,而高海拔组双侧半球的头皮后部电极都被激活。低海拔组视觉空间注意N1成分的右半球偏侧化优势效应与以往研究一致[3][4]。值得注意的是,高海拔组两侧半球的激活也许说明在辨别加工阶段,高海拔组存在左半球的代偿机制。在相同任务中,高原组可能需要比平原组保持更高的激活水平、付出更多的努力。这是本研究的一个新发现,前人研究表明高海拔不影响早期N1成分,只影响后期P3成分。
本章研究与以往研究在N1成分上的差异有可能存在两种解释。首先,前人研究中N1成分不受高海拔影响也许因为研究对象是急性缺氧人群或者是实验在模拟低氧环境中进行[5]。Yan等人用磁共振技术发现,生长在高原的汉族年轻人,枕叶皮质活跃性降低[6]。N1成分能够反映选择性注意加工过程中的辨别过程,而这一加工过程与枕颞页皮层密切相关。基于Yan和Hopf等人的研究[7],也许能在一定程度上解释高海拔暴露对N1成分的改变。其次,在前人研究中,高海拔对N1没有影响还有可能是因为他们使用的任务并不需要辨别加工。本章研究中,高低知觉负载条件随机呈现,被试需要付出更多的努力去辨别不同的刺激,从而导致N1波幅的变化。我们在C1成分上也发现了组间差异,说明高海拔对空间注意的调节作用始于非常早期的加工阶段。
P3成分反映知觉加工及调节程度。高海拔组P3波幅小于低海拔组,表明高海拔组的信息处理能力(大脑活跃程度)弱于低海拔组。此外,线索的主效应也在P3波幅上有所反映[8][9]。基于以往的研究,高海拔组P3波幅减小,可能是由于在完成任务时其注意资源供应减少,也就是说高海拔组的注意能力受到高海拔低氧环境的影响。以往研究认为P3潜伏期的延长反映了低氧环境下信号加工过程的减缓,但本章研究中没有发现此现象。可能是因为长期的高海拔生活导致了高海拔适应。因此,高海拔居住时间可能会导致P3潜伏期的改变。与此观点一致的是,Singh等人(2003)和Richardson等人(2011)发现,长期高海拔暴露者P3潜伏期与低海拔地区人群接近[10][11],这说明他们已经适应高海拔地区低氧的环境。
高海拔对注意功能的影响受知觉负载调节。行为结果发现,只在高知觉负载条件下,高海拔组正确率低于低海拔组,说明需要更多认知资源时,高海拔组才会出现注意力不足的情况。ERP结果也显示,只在高知觉负载条件,高海拔组P3波幅小于低海拔组。因为P3成分对影响被试表现的因素敏感,例如任务难度,高海拔组在高知觉负载条件中的表现更差反映了其加工能力的耗竭。因此,在高知觉负载条件下,需要更多的认知资源,两个海拔组之间的差异就变得更加明显。当知觉负载低时,对认知资源的需求也降低,两组之间的差别就消失了。因此,当认知资源的需求量不大,高海拔环境对认知能力的影响不明显。高海拔影响注意功能,但受知觉负载条件的调控,特别是在晚期加工阶段。
本章研究的局限性在于,虽然发现高海拔对居住在高海拔地区满3年的年轻人的注意功能产生影响,但他们也适应了高海拔地区环境。本研究结果应该谨慎理解。生活在其他高海拔地区会受到其他因素(如气候和文化的差异)的影响。未来可以对长期移居到高海拔地区的人群,或者长期居住在高海拔地区,之后又回到低海拔地区的人群展开研究。在3 600 m海拔高度停留40天后,就能达到生理适应。在高海拔地区居住40天左右的个体,其身体机能指标(如换气量、心率、血液酸碱度)可作为检验个体环境适应性的指标。
本章研究表明,高海拔影响注意的早期和晚期加工阶段。而且,高海拔对注意晚期加工阶段的影响受知觉负载调节。两组被试N1成分的差异体现了高海拔暴露影响注意辨别加工,且高海拔组出现了代偿机制。高海拔组P3波幅较小,说明其可用注意资源减少。海拔对注意晚期加工的影响只在高知觉负载的情况下出现。尽管长期高海拔暴露对注意有影响,但是这种影响受知觉负载的调节。
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