Процессы когнитивного контроля в тесте Струпа и их отражение в связанных с событиями потенциалах (обзор)
DOI:
https://doi.org/10.37482/2687-1491-Z184Ключевые слова:
тест Струпа, когнитивный контроль, событийно-связанные потенциалы мозга, волна N2, волна N450, поздний устойчивый потенциал, потенциал готовности, волна P300Аннотация
Обобщены данные отечественных и иностранных исследований о психофизиологических особенностях выполнения теста Струпа, рассмотрены его основные модификации и подобные парадигмы. Проанализированы ключевые гипотезы, объясняющие причины возникновения эффекта интерференции и увеличения времени реакции на стимулы, содержащие конфликтующую информацию. Приведены данные о волнах потенциалов, связанных с событиями, которые, как предполагается, отражают такие процессы когнитивного контроля, как детекция конфликта, преодоление интерференции и разрешение конфликта. Лобно-центральная волна N2 характеризует процессы детекции конфликта и преодоления интерференции, ее основным нейронным генератором является передняя поясная кора. Волна N450 в основном генерируется в области передней поясной коры и префронтальной коры и, как считается, отражает подавление интерференции. Теменно-центральную волну P300 и поздний устойчивый потенциал, который, по-видимому, генерируется в средней или нижней лобной извилине и экстрастриарной коре, связывают с процессом разрешения конфликта. Потенциал готовности, предположительно, генерируется в моторных зонах коры и отражает процесс выбора и подготовки двигательного ответа. Представлены основные направления исследований, в которых используются парадигма теста Струпа и ее модификации. Несмотря на значительное количество существующих психофизических и нейрофизиологических исследований, вопрос о мозговых механизмах когнитивного контроля при решении задач, вызывающих когнитивный конфликт, остается открытым, а нейропсихологический смысл волн потенциалов, связанных с событиями, которые регистрируются в подобных тестах, до сих пор остается до конца не изученным. Значительный интерес представляют работы, посвященные влиянию разных типов конкурирующей информации на психофизиологические показатели при выполнении теста Струпа, в т. ч. при изменении силы конфликта.
Скачивания
Библиографические ссылки
Kahneman D. Attention and Effort. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1973. 246 p.
Shen C., Jiang Q., Luo Y., Long J., Tai X., Liu S. Stroop Interference in Children with Developmental Dyslexia: An Event-Related Potentials Study // Medicine (Baltimore). 2021. Vol. 100, № 25. Art. № e26464. https://doi.org/10.1097/MD.0000000000026464
Li Z., Yang G., Wu H., Li Q., Xu H., Göschl F., Nolte G., Liu X. Modality-Specific Neural Mechanisms of Cognitive Control in a Stroop-Like Task // Brain Cogn. 2021. Vol. 147. Art. № 105662. https://doi.org/10.1016/j.bandc.2020.105662
Huang B., Chen C. Stroop N450 Reflects Both Stimulus Conflict and Response Conflict // Neuroreport. 2020. Vol. 31, № 12. P. 851–856. https://doi.org/10.1097/WNR.0000000000001454
Šaban I., Schmidt J.R. Stimulus and Response Conflict from a Second Language: Stroop Interference in Weakly- Bilingual and Recently-Trained Languages // Acta Psychol. (Amst.). 2021. Vol. 218. Art. № 103360. https://doi.org/10.1016/j.actpsy.2021.103360
Killian G. The Stroop Color-Word Interference Test // Test Critiques / ed. by D. Keyser, R. Sweetland. Vol 2. Kansas City: Test Corporation of America, 1985. P. 751–758.
Ramos-Goicoa M., Galdo-Álvarez S., Díaz F., Zurrón M. Effect of Normal Aging and of Mild Cognitive Impairment on Event-Related Potentials to a Stroop Color-Word Task // J. Alzheimers Dis. 2016. Vol. 52, № 4. P. 1487–1501. https://doi.org/10.3233/JAD-151031
Стародубцев А.С., Аллахвердов М.В. Влияние установки о наличии конфликтных стимулов в тесте Струпа на величину интерференции // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Психология и педагогика. 2017. Т. 7, № 2. С. 137–153. https://doi.org/10.21638/11701/spbu16.2017.203
Аллахвердов М.В., Стародубцев А.С. Влияние положения дистрактора на эффект Струпа // Петерб. психол. журн. 2016. № 17. С. 125–150.
Lupker S.J., Katz A.N. Input, Decision, and Response Factors in Picture–Word Interference // J. Exp. Psychol. Hum. Learn. Mem. 1981. Vol. 7, № 4. Р. 269–282. https://doi.org/10.1037/0278-7393.7.4.269
Steinhauser M., Hübner R. Distinguishing Response Conflict and Task Conflict in the Stroop Task: Evidence from Ex-Gaussian Distribution Analysis // J. Exp. Psychol. Hum. Percept. Perform. 2009. Vol. 35, № 5. Р. 1398–1412. https://doi.org/10.1037/a0016467
Аллахвердов В.М., Аллахвердов М.В. Феномен Струпа: интерференция как логический парадокс // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 16: Психология. Педагогика. 2014. № 4. С. 90–102.
Roelofs A. A Unified Computational Account of Cumulative Semantic, Semantic Blocking, and Semantic Distractor Effects in Picture Naming // Cognition. 2018. Vol. 172. P. 59–72. https://doi.org/10.1016/j.cognition.2017.12.007
Blais C., Besner D. A Reverse Stroop Effect Without Translation or Reading Difficulty // Psychon. Bull. Rev. 2007. Vol. 14, № 3. P. 466–469. https://doi.org/10.3758/bf03194090
Logan G.D., Zbrodoff N.J., Williamson J. Strategies in the Color–Word Stroop Task // Bul. Psychon. Soc. 1984. Vol. 22. P. 135–138. https://doi.org/10.3758/BF03333784
Simon J.R., Ruddell A.P. Auditory S-R Compatibility: The Effect of an Irrelevant Cue on Information Processing // J. Appl. Psychol. 1967. Vol. 51, № 3. P. 300–304. https://doi.org/10.1037/h0020586
Eriksen B.A., Eriksen C.W. Effects of Noise Letters upon the Identification of a Target Letter in a Nonsearch Task // Percept. Psychophys. 1974. Vol. 16. P. 143–149. https://doi.org/10.3758/BF03203267
Long B., Konkle T. A Familiar-Size Stroop Effect in the Absence of Basic-Level Recognition // Cognition. 2017. Vol. 168. P. 234–242. https://doi.org/10.1016/j.cognition.2017.06.025
Gajewski P.D., Falkenstein M., Thönes S., Wascher E. Stroop Task Performance Across the Lifespan: High Cognitive Reserve in Older Age Is Associated with Enhanced Proactive and Reactive Interference Control // Neuroimage. 2020. Vol. 207. Art. № 116430. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2019.116430
De Houwer J. On the Role of Stimulus-Response and Stimulus-Stimulus Compatibility in the Stroop Effect // Mem. Cognit. 2003. Vol. 31, № 3. P. 353–359. https://doi.org/10.3758/BF03194393
Killikelly C., Szűcs D. Asymmetry in Stimulus and Response Conflict Processing Across the Adult Lifespan: ERP and EMG Evidence // Cortex. 2013. Vol. 49, № 10. P. 2888–2903. https://doi.org/10.1016/j.cortex.2013.08.017
Wang W., Qi M., Gao H. An ERP Investigation of the Working Memory Stroop Effect // Neuropsychologia. 2021. Vol. 152. Art. № 107752. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2021.107752
Straub E.R., Schmidts C., Kunde W., Zhang J., Kiesel A., Dignath D. Limitations of Cognitive Control on Emotional Distraction – Congruency in the Color Stroop Task Does Not Modulate the Emotional Stroop Effect // Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 2022. Vol. 22, № 1. P. 21–41. https://doi.org/10.3758/s13415-021-00935-4
Ikeda S. Influence of Color on Emotion Recognition Is Not Bidirectional: An Investigation of the Association Between Color and Emotion Using a Stroop-Like Task // Psychol. Rep. 2020. Vol. 123, № 4. P. 1226–1239. https://doi.org/10.1177/0033294119850480
Smolker H.R., Wang K., Luciana M., Bjork J.M., Gonzalez R., Barch D.M., McGlade E.C., Kaiser R.H., Friedman N.P., Hewitt J.K., Banich M.T. The Emotional Word-Emotional Face Stroop Task in the ABCD Study: Psychometric Validation and Associations with Measures of Cognition and Psychopathology // Dev. Cogn. Neurosci. 2022. Vol. 53. Art. № 101054. https://doi.org/10.1016/j.dcn.2021.101054
Sharma V.V., Thaut M., Russo F., Alain C. Absolute Pitch and Musical Expertise Modulate Neuro-Electric and Behavioral Responses in an Auditory Stroop Paradigm // Front. Neurosci. 2019. Vol. 13. Art. № 932. https://doi.org/10.3389/fnins.2019.00932
Tarai S., Srinivasan N. Emotional Prosody Stroop Effect in Hindi: An Event Related Potential Study // Prog. Brain. Res. 2019. Vol. 247. P. 193–217. https://doi.org/10.1016/bs.pbr.2019.04.003
Heidlmayr K., Kihlstedt M., Isel F. A Review on the Electroencephalography Markers of Stroop Executive Control Processes // Brain Cogn. 2020. Vol. 146. Art. № 105637. https://doi.org/10.1016/j.bandc.2020.105637
Botvinick M.M., Braver T.S., Barch D.M., Carter C.S., Cohen J.D. Conflict Monitoring and Cognitive Control // Psychol. Rev. 2001. Vol. 108, № 3. P. 624–652. https://doi.org/10.1037/0033-295x.108.3.624
Carter C.S., van Veen V. Anterior Cingulate Cortex and Conflict Detection: An Update of Theory and Data // Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 2007. Vol. 7, № 4. P. 367–379. https://doi.org/10.3758/cabn.7.4.367
Song S., Zilverstand A., Song H., d’Oleire Uquillas F., Wang Y., Xie C., Cheng L., Zou Z. The Influence of Emotional Interference on Cognitive Control: A Meta-Analysis of Neuroimaging Studies Using the Emotional Stroop Task // Sci. Rep. 2017. Vol. 7, № 1. Art. № 2088. https://doi.org/10.1038/s41598-017-02266-2
West R. Neural Correlates of Cognitive Control and Conflict Detection in the Stroop and Digit-Location Tasks // Neuropsychologia. 2003. Vol. 41, № 8. P. 1122–1135. https://doi.org/10.1016/s0028-3932(02)00297-x
Coderre E., Conklin K., van Heuven W.J.B. Electrophysiological Measures of Conflict Detection and Resolution in the Stroop Task // Brain Res. 2011. Vol. 21, № 1413. P. 51–59. https://doi.org/10.1016/j.brainres.2011.07.017
Kropotov J.D., Pronina M.V., Ponomarev V.A., Poliakov Y.I., Plotnikova I.V., Mueller A. Latent ERP Components of Cognitive Dysfunctions in ADHD and Schizophrenia // Clin. Neurophysiol. 2019. Vol. 130, № 4. P. 445–453. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2019.01.015
Gawlowska M., Domagalik A., Beldzik E., Marek T., Mojsa-Kaja J. Dynamics of Error-Related Activity in Deterministic Learning – an EEG and fMRI Study // Sci. Rep. 2018. Vol. 8, № 1. Art. № 14617. https://doi.org/10.1038/s41598-018-32995-x
Larson M.J., Clayson P.E., Clawson A. Making Sense of All the Conflict: A Theoretical Review and Critique of Conflict-Related ERPs // Int. J. Psychophysiol. 2014. Vol. 93, № 3. P. 283–297. https://doi.org/10.1016/j.ijpsycho.2014.06.007
Friedman N.P., Miyake A. The Relations Among Inhibition and Interference Control Functions: A Latent-Variable Analysis // J. Exp. Psychol. Gen. 2004. Vol. 133, № 1. P. 101–135. https://doi.org/10.1037/0096-3445.133.1.101
Chen Z., Lei X., Ding C., Li H., Chen A. The Neural Mechanisms of Semantic and Response Conflicts: An fMRI Study of Practice-Related Effects in the Stroop Task // Neuroimage. 2013. Vol. 66. P. 577–584. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2012.10.028
Markela-Lerenc J., Ille N., Kaiser S., Fiedler P., Mundt C., Weisbrod M. Prefrontal-Cingulate Activation During Executive Control: Which Comes First? // Cogn. Brain Res. 2004. Vol. 18, № 3. P. 278–287. https://doi.org/10.1016/j.cogbrainres.2003.10.013
Bruchmann M., Herper K., Konrad C., Pantev C., Huster R.J. Individualized EEG Source Reconstruction of Stroop Interference with Masked Color Words // Neuroimage. 2010. Vol. 49, № 2. P. 1800–1809. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2009.09.032
Polich J. Updating P300: An Integrative Theory of P3a and P3b // Clin. Neurophysiol. 2007. Vol. 118, № 10. P. 2128–2148. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2007.04.019
Verleger R. Effects of Relevance and Response Frequency on P3b Amplitudes: Review of Findings and Comparison of Hypotheses About the Process Reflected by P3b // Psychophysiology. 2020. Vol. 57, № 7. Art. № e13542. https://doi.org/10.1111/psyp.13542
Overbye K., Walhovd K.B., Fjell A.M., Tamnes C.K., Huster R.J. Electrophysiological and Behavioral Indices of Cognitive Conflict Processing Across Adolescence // Dev. Cogn. Neurosci. 2021. Vol. 48. Art. № 100929. https://doi.org/10.1016/j.dcn.2021.100929
Heidlmayr K., Hemforth B., Moutier S., Isel F. Neurodynamics of Executive Control Processes in Bilinguals: Evidence from ERP and Source Reconstruction Analyses // Front. Psychol. 2015. Vol. 6. Art. № 821. https://doi.org/10.3389/fpsyg.2015.00821
Larson M.J., Clayson P.E., Kirwan C.B., Weissman D.H. Event-Related Potential Indices of Congruency Sequence Effects Without Feature Integration or Contingency Learning Confounds // Psychophysiology. 2016. Vol. 53, № 6. P. 814–822. https://doi.org/10.1111/psyp.12625
Coles M.G., Gratton G., Donchin E. Detecting Early Communication: Using Measures of Movement-Related Potentials to Illuminate Human Information Processing // Biol. Psychol. 1988. Vol. 26, № 1-3. P. 69–89. https://doi.org/10.1016/0301-0511(88)90014-2
Donohue S.E., Appelbaum L.G., McKay C.C., Woldorff M.G. The Neural Dynamics of Stimulus and Response Conflict Processing as a Function of Response Complexity and Task Demands // Neuropsychologia. 2016. Vol. 84. P. 14–28. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2016.01.035
Sakata H., Itoh K., Suzuki Y., Nakamura K., Watanabe M., Igarashi H., Nakada T. Slow Accumulations of Neural Activities in Multiple Cortical Regions Precede Self-Initiation of Movement: An Event-Related fMRI Study // eNeuro. 2017. Vol. 4, № 5. Art. № ENEURO.0183-17.2017. https://doi.org/10.1523/ENEURO.0183-17.2017
Joyal M., Wensing T., Levasseur-Moreau J., Leblond J., Sack A.T., Fecteau S. Characterizing Emotional Stroop Interference in Posttraumatic Stress Disorder, Major Depression and Anxiety Disorders: A Systematic Review and Meta- Analysis // PLoS One. 2019. Vol. 14, № 4. Art. № e0214998. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0214998
Popov T., Kustermann T., Popova P., Miller G.A., Rockstroh B. Oscillatory Brain Dynamics Supporting Impaired Stroop Task Performance in Schizophrenia-Spectrum Disorder // Schizophr. Res. 2019. Vol. 204. P. 146–154. https://doi.org/10.1016/j.schres.2018.08.026
Salgado-Pineda P., Rodriguez-Jimenez R., Moreno-Ortega M., Dompablo M., Martínez de Aragón A., Salvador R., McKenna P.J., Pomarol-Clotet E., Palomo T. Activation and Deactivation Patterns in Schizophrenia During Performance of an fMRI Adapted Version of the Stroop Task // J. Psychiatr. Res. 2021. Vol. 144. P. 1–7. https://doi.org/10.1016/j.jpsychires.2021.09.039
Ros L., Satorres E., Fernández-Aguilar L., Delhom I., López-Torres J., Latorre J.M., Melendez J.C. Differential Effects of Faces and Words in Cognitive Control in Older Adults with and Without Major Depressive Disorder: An Emotional Stroop Task Study // Appl. Neuropsychol. Adult. 2023. Vol. 30, № 2. P. 239–248. https://doi.org/10.1080/23279095.2021.1927037
Aliyeva N., Yozgat Y., Bakhshaliyev N., Afshord T.Z., Yozgat C.Y., Kilicoglu A.G. Evaluation of Executive Functions in Children with Rheumatic Heart Diseases // Pediatr. Int. 2022. Vol. 64, № 1. Art. № e15035. https://doi.org/10.1111/ped.15035
Bo W., Lei M., Tao S., Jie L.T., Qian L., Lin F.Q., Ping W.X. Effects of Combined Intervention of Physical Exercise and Cognitive Training on Cognitive Function in Stroke Survivors with Vascular Cognitive Impairment: A Randomized Controlled Trial // Clin. Rehabil. 2019. Vol. 33, № 1. P. 54–63. https://doi.org/10.1177/0269215518791007
Yin J., Xie L., Luo D., Huang J., Guo R., Zheng Y., Xu W., Duan S., Lin Z., Ma S. Changes of Structural and Functional Attention Control Networks in Subclinical Hypothyroidism // Front. Behav. Neurosci. 2021. Vol. 15. Art. № 725908. https://doi.org/10.3389/fnbeh.2021.725908
Tarantino V., Visalli A., Facchini S., Rossato C., Bertoldo A., Silvestri E., Cecchin D., Capizzi M., Anglani M., Baro V., Denaro L., Della Puppa A., D’Avella D., Corbetta M., Vallesi A. Impaired Cognitive Control in Patients with Brain Tumors // Neuropsychologia. 2022. Vol. 169. Art. № 108187. https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2022.108187
Политов М.Е., Штайнмец А.А., Красносельский М.Я., Бастрикин С.Ю., Буланова Е.Л., Овечкин А.М. Сравнительный анализ методов оценки когнитивной дисфункции в периоперационном периоде у пациентов пожилого возраста после эндопротезирования тазобедренного и коленного суставов // Рос. мед. журн. 2015. Т. 21, № 3. С. 20–25.
Kiesel A., Steinhauser M., Wendt M., Falkenstein M., Jost K., Philipp A.M., Koch I. Control and Interference in Task Switching: A Review // Psychol. Bull. 2010. Vol. 136, № 5. P. 849–874. https://doi.org/10.1037/a0019842
Braet W., Noppe N., Wagemans J., Op de Beeck H. Increased Stroop Interference with Better Second-Language Reading Skill // Q. J. Exp. Psychol. (Hove). 2011. Vol. 64, № 3. P. 596–607. https://doi.org/10.1080/17470218.2010.513735
Šaban I., Schmidt J.R. Interlinguistic Conflict: Word-Word Stroop with First and Second Language Colour Words // Cogn. Process. 2022. Vol. 23, № 4. P. 619–636. https://doi.org/10.1007/s10339-022-01105-1
