激活水平对两亚型ADHD儿童反应执行与抑制能力的影响，本文主要内容关键词为：抑制论文,水平论文,亚型论文,能力论文,儿童论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
文章编号：1001-4918（2009）04-0081-86中图分类号：G442文献标识码：A
1 引言
注意缺损多动障碍（Attention Deficit Hyperactivity Disorder，简称ADHD）是一种临床中常见的儿童行为问题，通常始于儿童早期，以其年龄发展不相称的注意力分散或不能维持注意、容易分心、冲动和多动为主要特征，是在儿童临床及心理门诊中最为常见的发展性心理障碍[1]。目前在临床诊断上依据的主要是美国精神疾病诊断和统计手册第四版（即DSMⅣ）。它根据这些特征在儿童个体身上的表现程度，将ADHD分为三种亚类型：注意缺陷型（ADHD/I）、多动—冲动型和混合型（ADHD／C，既表现有注意方面的缺陷，又具有多动－冲动方面的特征）[2]。其中以混合型和注意缺陷型为主，多动冲动型非常稀少。
最常用的考察ADHD儿童的实验范式是go/nogo任务。该任务一般要求被试对某一高频率的信号进行按键反应，该信号就相当于“go”刺激，对另一个低频率的信号不进行反应，也就是抑制反应，该信号就相当于“no-go”刺激，由于“no-go”刺激信号出现的概率很低，因此被试容易对高频率的信号形成优势反应模式，这就提高了抑制的难度。对“go”刺激的反应考察了被试的反应执行（response execution）能力，一般以平均反应时和反应变异性作为指标；对“no-go”刺激的反应考察了被试的反应抑制（response inhibition）能力，以虚报错误率作为指标。
关于ADHD认知机制的研究，目前还没有一致的结论。一些研究者认为反应抑制缺陷是ADHD的核心缺陷。比较有代表性的是Barkley[3]的行为抑制模型（Behavioral inhibition model），他认为行为抑制能力的减弱是ADHD的核心缺陷。行为反应抑制使大脑在接受外界刺激后，有充分的余地来加工信息，使工作记忆和行为执行过程得以实现。Quay[4]也认为，ADHD儿童的行为抑制系统（Behavioural Inhibition System，BIS）没有被充分地激活，因此导致了他们反应抑制能力受损。在以往的研究中，多数研究者发现ADHD儿童的反应抑制能力比正常儿童差[5～7]。但是，Wilding总结了ADHD的抑制研究认为，ADHD儿童最突出的特征是被试内反应变异较大而不是抑制较差，ADHD更大的反应变异性反映了ADHD抑制之外的缺陷[8]。
与反应抑制假设不同，还有一些研究者认为ADHD儿童是状态调节（state regulation）能力受损[9～10]。所谓状态调节，是指能量的调动，即有机体必须将现有状态调整到最佳状态来满足当前情境的需要[11]。Van der Meere等人认为，ADHD儿童由于注意所需要的能量没有得到满足，从而处于一种“非最佳活动状态（non- optimal state）”，这类儿童的最佳状态范围似乎很窄[12]。研究者一般通过改变被试的激活水平（activation level）来研究其状态调节能力。激活是一种对即将进行的动作反应的激励准备。根据Sanders的理论[13]，在反应时实验中，被试的激活水平会受到刺激间隔速度的影响，刺激间隔速度越快激活水平越高，导致快速而不精确的反应；刺激间隔速度越慢，激活水平越低，引起慢而不精确的反应。根据该理论，状态调节能力发展不好的儿童，不同的刺激间隔速度会对他们的反应执行能力产生很大影响；反之，他们受到的影响会相对小一些。有研究者通过设置快（1秒或2秒）、中（4秒）、慢（8秒）三种刺激间的时间间隔（inter- stimulus interval，ISI）来调整刺激的间隔速度。研究发现，刺激的间隔速度越慢（即激活水平越低），ADHD儿童的反应执行能力就越差；而随着刺激间隔速度的提高（即激活水平提高），ADHD儿童的成绩也随之提高[14～17]，体现了其状态调节能力的落后。
在临床表现上，不同亚类型的ADHD儿童有很大的差异。注意缺陷型ADHD以极度“不兴奋”表现为主，而混合型ADHD则容易受外部刺激所激发，表现出过于“活跃”的症状。Milich等人[18]将注意缺陷型ADHD的根本问题界定为缓慢的认知速度缺陷，即反应执行能力差；而混合型ADHD儿童的缺损主要体现在反应抑制方面。但也有部分研究发现混合型和注意缺陷型ADHD儿童在反应抑制能力、持续性注意能力等方面都存在缺陷，只是两种亚型的缺陷程度存在差异[19]。张微等[6]研究发现注意缺陷型ADHD儿童在完成任务时更加不兴奋，容易出现疲劳，这也就意味着这两种亚类型儿童在状态调节方面可能存在差异。但是目前对两亚型ADHD儿童的比较研究都偏重于对反应抑制能力的考察，而对状态调节能力的研究还未见文献报道。另外，以往关于ADHD儿童反应抑制缺陷和状态调节缺陷的争议也没有得到一致的结论，这是因为以往研究者很少在一个实验任务中同时考察这两方面能力。因此，应当结合两种亚类型的不同特点，对比抑制机制与状态调节机制的缺陷，从两者的关系中研究ADHD儿童的认知加工特点。
综合以往的研究成果，可以看到还有以下问题有待澄清：首先，两亚型ADHD儿童在状态调节能力方面是否存在差异？其次，Van der Meere等认为[12]，状态调节缺陷是ADHD的一级缺陷，是ADHD其他问题的根源，也就是说激活水平的改变并不只是影响反应执行能力，可能对反应抑制能力也会产生影响，那么ADHD儿童的反应抑制缺陷是否会随着激活水平的改变而所有缓解或消失呢？如果答案是肯定的，就说明反应抑制能力是受状态调节能力影响的，可能状态调节能力落后是ADHD儿童更高一级的缺陷。
因此，本研究旨在考察：在不同的激活水平下，两种亚型ADHD儿童之间，及其与正常儿童之间的反应执行能力与抑制能力的异同，以此来进一步探讨两亚型ADHD儿童在反应抑制能力与状态调节能力方面的特点。研究采用传统的go/no-go任务，来研究ADHD儿童的反应执行能力和反应抑制能力。同时根据前人的研究成果，我们将刺激间的时间间隔设置为1秒、4秒和8秒三个条件，来分别对应高、中、低三种激活水平。
2 研究方法
2.1 被试
被试包括注意缺陷型ADHD，混合型ADHD和正常控制组三组儿童。通过《美国精神病障碍诊断与统计手册》第四版（DSM-Ⅳ）筛选出注意缺陷型儿童16名，混合型儿童14名，共计30名。年龄在6～11岁，均来自北京市专门的特殊教育中心。正常儿童18名，均来自北京市一所普通小学。三组被试在智力（瑞文标准测验成绩都在50～95％之间），年龄，性别，受教育水平各方面均匹配。ADHD儿童不伴随明显的其他心理障碍，且没有进行过药物治疗，三组被试均为右利手。
2.2 实验设计与材料
本实验为3（儿童类别）×3（刺激时间间隔）的混合设计。其中儿童类别为组间变量，分为注意缺陷型ADHD儿童，混合型ADHD儿童和正常控制组儿童；刺激时间间隔为组内变量，分为1秒、4秒和8秒。
本研究采用dotnet程序自编go/no-go实验任务。通过相同规格的计算机呈现，分辨率为1024×768。实验过程中，被试按照要求进行按键反应，反应时记录精确到毫秒。所有的刺激呈现和记录均按照事先编制好的控制文件自动运行与记录。程序具体操作如下：
在屏幕中间会分别出现P和R两个刺激。当出现R时要求儿童按空格键进行反应，因此该信号就相当于是“go”刺激，当出现P时不反应，因此该信号就相当于是“no-go”刺激，也就是停止反应信号。刺激P出现的比率是20％，刺激R出现的比率是80％。在实验开始时，屏幕中央首先会呈现一个“＋”，是为了提醒被试目标刺激即将出现。“＋”在屏幕上停留500毫秒后消失，接着出现空屏500毫秒，然后呈现刺激300毫秒，等待被试按键反应。同时，实验根据刺激间隔的速度不同，共分为3个block，分别为1秒，4秒和8秒。为了控制时间因素和疲劳效应，每个block都进行10分钟，由于刺激的间隔速度不一样，因此每个block下的trail数量是不同的，在快速条件下约390个trail，在中速条件下约132个，在慢速条件下约72个。同时，我们采用拉丁方实验设计来平衡3个block的顺序。在正式实验前，被试先进行10个项目的练习，正确率达到80％以上方可进行正式实验。在每个block结束后，被试可以休息2分钟。
被试的反应成绩共分为四种：对“go”刺激的反应有两种结果：正确反应，即在没有停止信号出现时做出了按键反应；漏报错误，即在无停止信号时，没有做出按键反应。对“no-go”刺激的反应也有两种结果：抑制成功，即在停止信号出现时，被试成功抑制了按键反应；虚报错误，即在出现停止信号时，仍做出按键反应。
因变量为平均反应时，反应时的标准差，虚报错误率和漏报错误率。虚报错误率＝虚报错误的次数／（虚报错误的次数＋抑制成功的次数）；漏报错误率＝漏报错误的次数／（漏报错误的次数＋正确反应的次数）。
2.3 数据分析
先将每个被试的原始数据导入SPSS16.0进行单独分析。根据以往的研究经验，我们将反应时间低于150毫秒的数据视为由于被试的预期导致的提前反应，进行删除。同时，将该名被试大于3个标准差的反应时视为极端数据进行删除，若无效数据超过30％，成绩将无效。在快速、中速和慢速条件下，混合型ADHD组中极端值的比例分别为9.31％，5.00％，2.18％；注意缺陷型ADHD组中极端值的比例分别为5.03％，1.98％和2.17％；正常儿童组中极端值的比例分别为2.52％，1.47％和2.17％。没有被试的无效数据超过30％。
3 研究结果
3.1 平均反应时和反应变异性
从表2中可以看出，在三种条件下，两组ADHD儿童的平均反应时间都比正常儿童长，且注意缺陷型ADHD儿童的平均反应时要长于混合型ADHD儿童。重复测量方差分析结果进一步揭示了三者的这种差异，即平均反应时的被试类型主效应显著（
＝34.91，P＜0.01）。刺激时间间隔的主效应显著（
＝55.53，p＜0.01），时间间隔越长，被试的反应时间越长。被试类型和刺激时间间隔的交互效应显著（F[,（4，90）＝3.56，p＜0.05），说明时间间隔对三组儿童的影响是不同的。进一步的简单效应分析表明，在1秒情况下，正常儿童与混合型儿童反应时差异不显著（p＞0.05），与注意缺陷型儿童差异显著（p＜0.01），两亚型ADHD儿童之间差异显著（p＜0.01）。在4秒和8秒条件下，正常儿童与混合型儿童和注意缺陷型儿童反应时差异均显著（p＜0.01），两亚型ADHD儿童之间差异也显著（4秒条件下p＜0.01；8秒条件下p＜0.05）。详见图1。
为了进一步考察刺激时间间隔对三组儿童的影响，分别将三组儿童在4秒条件下的反应时减去1秒条件下的反应时，得到的差异值作为4秒的间隔速度对反应时间的效应量，进行单因素方差分析发现：组间差异显著（＝5.87，p＜0.01），其中正常组儿童的效应量小于注意缺陷型儿童（p＜0.01）和混合型儿童（p＜0.05），混合型儿童与注意缺陷型儿童之间差异不显著（p＞0.05）。同样，将三组儿童在8秒与4秒条件下反应时之间的差异值作为8秒条件的效应量，结果显示：组间差异不显著（＝0.06，p＞0.05）。
分别计算出三组儿童标准差的平均值，作为反应变异性指标，重复测量方差分析结果显示，被试类型主效应显著（＝21.65，p＜0.01）。事后多重比较结果显示，正常儿童的反应时变异性显著小于混合型儿童（p＜0.01）与注意缺陷型儿童（p＜0.01），混合型和注意缺陷型儿童之间差异不显著（p＞0.05）。这说明与正常儿童相比，ADHD组儿童反应更加不稳定，有时反应过快，有时反应过慢。刺激时间间隔的主效应显著（＝7.16，p＜0.01）。被试类型与刺激时间间隔的交互效应不显著（
＝1.42，p＞0.05）。
图1 三组儿童在三种刺激时间间隔下的平均反应时间
3.2 错误率
（1）虚报率
对虚报率进行为3（儿童类别）×3（刺激时间间隔）的重复测量方差分析发现，被试类型主效应显著（＝9.32，p＜0.01），事后多重比较结果显示，混合型儿童的虚报率显著高于注意缺陷型（p＜0.01）和正常儿童（p＜0.01）。注意缺陷型和正常儿童之间差异不显著（p＞0.05）。刺激时间间隔的主效应显著（＝20.19，p＜0.01），事后多重比较结果显示，1秒条件下的虚报率要显著高于4秒条件的虚报率（p＜0.01）；4秒和8秒条件下的虚报率差异不显著（p＞0.05）。二者的交互效应不显著（＝0.16，p＞0.05）。
结合反应时和虚报率的结果，发现注意缺陷型儿童的反应时间长且虚报率低，而混合型儿童的反应时间短且虚报率高，因此有必要进一步考察这两组被试是否存在速度一准确性权衡现象。分别计算两组被试反应时间与虚报率的相关，结果显示：混合型儿童和注意缺陷型儿童的反应时和虚报率都存在显著负相关（前者r＝－0.65，p＜0.01；后者r＝－0.31，p＜0.05），说明二者都出现了速度——准确性权衡现象。
（2）漏报率
重复测量方差分析结果显示，被试类型主效应显著（＝9.54，p＜0.01），事后多重比较结果显示，正常儿童的漏报率显著低于混合型儿童（p＜0.01）和注意缺陷型儿童（p＜0.01），混合型和注意缺陷型儿童的漏报率差异不显著（p＞0.05）。刺激时间间隔的主效应不显著（＝0.28，p＞0.05），二者的交互效应也不显著（＝0.60，p＞0.05）。
4 讨论
研究表明，ADHD儿童的反应执行能力更容易受到激活水平的影响，且两种亚型ADHD儿童受到的影响模式基本一致，说明两亚型ADHD儿童的状态调节能力都存在落后。从图1可以看到，三组儿童在快速条件下平均反应时差异最小，混合型ADHD儿童与正常儿童在该条件下甚至没有差异，但到了中速和慢速条件，ADHD儿童与正常儿童的差异明显增大。特别是从快速过度到中速水平时，两亚型ADHD儿童的变化幅度明显大于正常儿童。这说明当激活水平中等或很低时，需要被试耗费更多的注意资源使自己达到兴奋水平以维持稳定的表现，这时ADHD儿童就表现出困难。而当激活水平很高时，ADHD儿童的表现和正常儿童差异最小，表明他们需要过度的刺激才能唤醒自身的准备状态，提高兴奋水平以尽可能长时间地维持注意。对此，可以用Sergeant[10]的从认知-能量模型做出解释。该模型认为在认知的加工机制中编码、中央加工和运动反应三个阶段与“能量库”联系紧密。而ADHD儿童的主要问题体现在能量库受损，这类儿童在完成任务过程中由于其认知资源的合理调控出现缺陷以及认知能量的总体落后而不能稳定地维持自身状态。
研究还发现，混合型ADHD儿童反应抑制能力落后，且不受激活水平的影响；注意缺陷型ADHD儿童反应抑制能力不存在缺损。从统计结果来看，二者的主要差异体现在反应时间以及虚报率两方面。混合型儿童的反应时间短，虚报错误多，并且这两项指标存在非常显著的负相关，这说明混合型ADHD儿童更倾向于对刺激做出快速判断，而不管正确率如何。这体现了混合型ADHD儿童的冲动反应特点。并且，混合型儿童的反应抑制缺陷并不受激活水平的影响，其与正常儿童和注意缺陷型儿童之间的差距并没有因为激活水平的变化而有所缓解，这一方面说明反应抑制缺陷仍是混合型ADHD儿童的突出特征，另一方面也表明反应抑制能力与状态调节能力可能是处于同一个层面的不同能力，并非像Van der Meere等人认为的那样，状态调节能力的落后是更高一级的缺损。注意缺陷型儿童与混合型儿童不同，这类儿童的特点是反应时间慢，但是冲动错误少，并且在这两项指标上也存在显著负相关，这说明注意缺陷型儿童在对信号刺激的判断上会花更多的时间，以确保正确率，体现了其反应执行能力落后的特点。考虑到混合型儿童牺牲正确率来确保反应速度的特点，有理由认为这两种亚型ADHD儿童在反应执行能力上并不一定存在差异，而是由于二者采用了不同认知加工策略导致了反应时方面的差异，但具体结论还需要更进一步的研究证明。结合虚报率结果来看，本研究中混合型儿童与注意缺陷型儿童的差异主要体现在反应抑制能力方面。
研究还发现，ADHD儿童总体上比正常儿童反应时间长且反应时的变异性大。这说明与正常儿童比，ADHD儿童的信息加工速度慢且状态不稳定。有研究者认为[20]，反应变异性是反应状态稳定性的良好指标，反应变异过大说明ADHD儿童不能很好的反应准备状态。此外，近年来越来越多的研究表明[21]，ADHD儿童并不是完全不能集中注意力，而是他们会有更多的注意力流失情况，这意味着他们的持续性注意能力受损，其注意的兴奋机制功能失调[6]。在本研究中，两类亚型ADHD儿童的漏报率都明显高于正常儿童也说明了这一问题。以往关于ADHD儿童的漏报错误的研究并没有得到足够的重视，有研究者[17]在CPT任务中也曾发现ADHD儿童的漏报错误比控制组儿童多，但是并没有对此进行解释，我们认为漏报错误恰恰反应了ADHD儿童注意状态的不稳定，即这类儿童不能一直将注意力稳定地维持在完成任务过程中，他们的注意力有时会处于游离状态。
综合以上研究结果，我们认为反应抑制缺陷仅是混合型儿童区别于注意缺陷型儿童的独特特点，但并不是ADHD儿童总体的核心问题。Oosterlaan等人[5]也证实反应抑制缺陷对ADHD儿童并不具特异性，患有对立违抗障碍（oppositional defiant disorder，ODD）和品行障碍（conduct disorder，CD）的儿童同样有反应抑制缺陷。两亚型ADHD儿童在状态调节能力方面都表现出缺陷，这可能是ADHD儿童总体更核心的问题。另外，两亚型ADHD儿童都表现出反应不稳定且漏报错误多的特点，根据Douglas[9]的理论，ADHD儿童在一系列任务中所表现出来的不稳定性恰恰说明了他们不能调控自身的注意资源，自我调节能力落后，这更进一步支持了ADHD儿童状态调节缺陷假说。
5 结论
本研究得到以下结论：
（1）与正常儿童相比，ADHD儿童的反应执行能力更容易受到激活水平的影响，且两亚型ADHD儿童受到的影响模式基本一致。具体而言：在高激活水平下，ADHD儿童与正常儿童差异最小；在中、低激活水平下，ADHD儿童与正常儿童差异增大，表明ADHD儿童状态调节能力落后。
（2）两亚型ADHD儿童的功能缺损模式不同，混合型儿童在状态调节和反应抑制能力两方面都存在缺损，且其反应抑制缺陷并不受激活水平的影响，而注意缺陷型儿童仅在状态调节方面受损。
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