認(rèn)知努力：一個(gè)趨利避害的心理資源調(diào)節(jié)機(jī)制

錢一敏,潘發(fā)達(dá)

(南通大學(xué) 教育科學(xué)學(xué)院，江蘇 南通 226000)

1 引言

認(rèn)知努力是大腦加工必不可少的存在，與人類生活息息相關(guān)，甚至努力的支出會(huì)誘發(fā)情緒結(jié)果。個(gè)體在日常生活中一直在面臨決策，在此過程中認(rèn)知努力扮演著重要角色。通常被認(rèn)為是決策成本，即在決策前根據(jù)成本和效益的權(quán)衡決定資源調(diào)動(dòng)的過程。生活中充滿了選擇，是選擇投入努力完成任務(wù)還是避免付出努力而放棄任務(wù)，其內(nèi)在的機(jī)制還在被不斷探尋。當(dāng)前主流的思想認(rèn)為，認(rèn)知努力是一種厭惡信號(hào)，人們?yōu)榱吮苊馀υ跊Q策時(shí)通常采用努力最小化原則[30,32]。結(jié)合經(jīng)濟(jì)學(xué)觀點(diǎn)，認(rèn)為努力的支出會(huì)降低事物的價(jià)值。近年來，又有學(xué)者提出截然相反的觀點(diǎn)，認(rèn)為努力可以增加價(jià)值，甚至努力本身也是一種次級(jí)強(qiáng)化物。當(dāng)前，越來越多的研究利用神經(jīng)科學(xué)對(duì)認(rèn)知努力的發(fā)生通路進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)努力主要的加工腦區(qū)為前扣帶皮層(ACC)、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)(SMA)、前腦島(AI)和前額葉皮層(PFC)[5,24]，并提出動(dòng)機(jī)心理模型對(duì)努力決策進(jìn)行解釋[40,46]，建立一種可理解的成本-收益的權(quán)衡機(jī)制[30,42,48]。

鑒于我國在認(rèn)知努力相關(guān)方面的研究較少。因此，本文從努力的界定、測(cè)量指標(biāo)、理論解釋、加工機(jī)制及相關(guān)研究五個(gè)方面進(jìn)行論述，以期為開展認(rèn)知努力相關(guān)研究提供一定的參考。

2 認(rèn)知努力

2.1 認(rèn)知努力的定義

認(rèn)知努力通常被定義為目標(biāo)導(dǎo)向的心理努力。Kahneman(1973年)認(rèn)為努力是一種特殊的喚醒狀態(tài)，這種狀態(tài)與個(gè)體的主動(dòng)行為相關(guān)。Russo& Dosher (1983年)認(rèn)為，認(rèn)知努力是參與有限能力中央處理的比例，實(shí)施的基本處理的數(shù)量[6]，或認(rèn)知資源消耗的持續(xù)時(shí)間[11]。Dunn等人(2019年)認(rèn)為認(rèn)知努力是抉擇控制行為選擇是否位于某一任務(wù)的元認(rèn)知評(píng)估。Inzlicht(2018年)認(rèn)為，認(rèn)知努力指?jìng)€(gè)體完成任務(wù)的可能性、任務(wù)本身的特性與個(gè)體實(shí)際完成任務(wù)的程度之間的一種調(diào)節(jié)過程?；谇叭说亩x，認(rèn)知努力是個(gè)體根據(jù)任務(wù)完成可能性和動(dòng)機(jī)強(qiáng)度來決定認(rèn)知資源的投入的調(diào)節(jié)過程。

認(rèn)知控制是指根據(jù)任務(wù)目標(biāo)統(tǒng)合復(fù)雜的認(rèn)知活動(dòng)與個(gè)體情緒活動(dòng)，調(diào)控具體心理過程的大腦功能。而認(rèn)知努力要完成的任務(wù)是復(fù)雜的、非自動(dòng)的，需要有控制的反應(yīng)，并且涉及連續(xù)的、容量有限的加工[21,40]，而這些都是認(rèn)知控制的特征。此外，越來越多的證據(jù)將認(rèn)知控制的行為和生理指標(biāo)與認(rèn)知努力相聯(lián)系。認(rèn)知努力從根本上涉及到認(rèn)知控制的調(diào)節(jié)[13,32,42]，許多研究都將認(rèn)知努力視為參與認(rèn)知控制決策中的一個(gè)變量。但也并非所有認(rèn)知控制過程中都存在認(rèn)知努力的參與，比如高自動(dòng)化控制過程中就可能沒有或少有認(rèn)知努力的參與。最近的許多研究指出這可能與控制權(quán)的來源的決定有關(guān)[23,27,32,42]。

縱覽前人的定義，認(rèn)知努力往往與任務(wù)難度相聯(lián)系。處理任務(wù)的數(shù)量不同、完成的可能性不同，付出的認(rèn)知努力也存在一定的差異。但認(rèn)知努力不能等同于任務(wù)難度，前者是執(zhí)行成分，被定義為主體認(rèn)知資源的投入，而后者則是一個(gè)客體本身的任務(wù)成分，兩者在面對(duì)待解決的任務(wù)時(shí)被緊密聯(lián)系起來。因此理解認(rèn)知努力可以從決定是否繼續(xù)從事高要求的任務(wù)，這個(gè)最有潛在價(jià)值的認(rèn)知努力框架入手。

2.2 認(rèn)知努力的測(cè)量指標(biāo)

大量生理指標(biāo)可以跟蹤努力完成任務(wù)時(shí)的投入程度，通過周邊血管收縮和脈搏容量的改變、心率變異分析和收縮壓等心血管指標(biāo)[10,12,18]，以及包括皮膚導(dǎo)電反應(yīng)[31,45]和瞳孔擴(kuò)張[46]。在內(nèi)的其他交感反應(yīng)變量的測(cè)量數(shù)據(jù)作為認(rèn)知努力的指標(biāo)。使用任務(wù)誘發(fā)瞳孔反應(yīng)(TEPRs)來推斷認(rèn)知努力是目前的研究?jī)A向，在認(rèn)知努力任務(wù)中，瞳孔大小隨著任務(wù)難度的增加而增加。同時(shí)，功能性核磁共振中背側(cè)紋狀體的血氧信號(hào)水平[37,43]、腦電圖中頻譜標(biāo)記與ERP中P3a成分[19]、大腦活動(dòng)的尺度不變性[28]均可用來表征認(rèn)知努力。

2.3 認(rèn)知努力的研究范式

認(rèn)知努力的付出程度受任務(wù)難度影響，表現(xiàn)在在一定難度范圍內(nèi)，任務(wù)難度越難，付出努力的水平越高。故當(dāng)前的大部分研究通過操縱任務(wù)難度水平來操縱認(rèn)知努力程度，以下列舉幾個(gè)常用的范式。

2.3.1 Stroop范式

經(jīng)典的Stroop任務(wù)要求被試對(duì)不一致的刺激做出正確的反應(yīng),由于同一個(gè)刺激的兩個(gè)維度(或特征)產(chǎn)生相互干擾,由此激活兩種競(jìng)爭(zhēng)性反應(yīng)[3]。在針對(duì)認(rèn)知努力相關(guān)的研究中，數(shù)字Stroop范式[37]、情緒Stroop范式[23]和性別Stroop范式[45]等變式Stroop均為廣泛應(yīng)用。其中，數(shù)字Stroop范式是通過操控一組數(shù)字的物理大小與數(shù)值大小之間的相似性來進(jìn)行研究的范式，其中物理大小是相關(guān)刺激，數(shù)值大小是無關(guān)刺激，參與者通過物理大小進(jìn)行選擇[37]。其中數(shù)對(duì)的物理差異越小即相似性的增加會(huì)讓辨別大小的困難性增加，從而需要付出更大的認(rèn)知努力。該范式通過區(qū)別物理大小差異與數(shù)值大小差異對(duì)認(rèn)知努力與認(rèn)知控制進(jìn)行簡(jiǎn)單區(qū)分，具有簡(jiǎn)單易操作的特性。

2.3.2 任務(wù)轉(zhuǎn)換范式

一種通過不同任務(wù)之間的切換的設(shè)計(jì)，通常指在連續(xù)試次序列中不同任務(wù)試次之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在此范式中轉(zhuǎn)換成本用來表示認(rèn)知努力的支出。例如，任務(wù)轉(zhuǎn)換范式中呈現(xiàn)帶有數(shù)字的卡片，數(shù)字為“2-9”中任意一個(gè)，有大小任務(wù)與奇偶任務(wù)兩種任務(wù)，參與者根據(jù)線索顏色進(jìn)行任務(wù)轉(zhuǎn)換并做出判斷，當(dāng)線索顏色為“黑”則按照目標(biāo)數(shù)字與“5”比大小進(jìn)行判斷，當(dāng)線索顏色為“紅”時(shí)則按照目標(biāo)數(shù)字的奇偶性進(jìn)行判斷[30]。該范式通過轉(zhuǎn)換成本預(yù)測(cè)認(rèn)知努力的支出，具有一定的可操作性，但此時(shí)認(rèn)知努力并不能與認(rèn)知控制很好的區(qū)分開來。

2.3.3 短期記憶任務(wù)范式

Sternberg(1966年)提出短時(shí)記憶任務(wù)范式，通過呈現(xiàn)不同數(shù)字組成的字符串，操縱字符串長(zhǎng)度使被試判斷新字符是否來源于字符串。該任務(wù)通過操縱字符長(zhǎng)度控制任務(wù)難度，在進(jìn)行努力任務(wù)時(shí)，常常使用任務(wù)難度對(duì)努力進(jìn)行操作性定義，故該任務(wù)也被用來控制努力水平[44]。該范式本質(zhì)上用短時(shí)記憶廣度作為難度操縱努力水平，具有一定的可操作性，不過使用時(shí)任務(wù)材料需要提前進(jìn)行計(jì)算與評(píng)定，注意字符串內(nèi)的數(shù)字的頻次問題。

2.3.4 認(rèn)知努力折扣范式

Westbrook(2013年)基于行為經(jīng)濟(jì)學(xué)路徑發(fā)展出來衡量主觀認(rèn)知努力成本和回報(bào)收益關(guān)系的范式，通過N-back任務(wù)控制任務(wù)難度，當(dāng)個(gè)體選擇付出高努力(即高任務(wù)難度任務(wù))時(shí)會(huì)得到高報(bào)酬，選擇付出低努力(即低任務(wù)難度任務(wù))時(shí)會(huì)得到低報(bào)酬，高低努力通過兩種顏色線索進(jìn)行提示，每次報(bào)酬調(diào)整數(shù)量是前一次調(diào)整里量的一半。該范式用主觀價(jià)值表明認(rèn)知努力的偏好選擇，是從經(jīng)濟(jì)學(xué)視角出發(fā)的一個(gè)全新的范式，用主觀價(jià)值量化了認(rèn)知努力成本，使用認(rèn)知負(fù)荷作為任務(wù)難度的決定因素，大大提高了該范式的有效性。

3 認(rèn)知努力的理論解釋

在獎(jiǎng)賞加工中，認(rèn)知努力是一種調(diào)節(jié)機(jī)制，目前圍繞這個(gè)觀點(diǎn)有兩種方向的爭(zhēng)議。一種觀點(diǎn)被稱之為努力折扣理論，認(rèn)為認(rèn)知努力的付出是為了得到獎(jiǎng)賞，人們對(duì)努力消耗資源具有厭惡性，因此往往避免付出努力[30,32]。傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)學(xué)視角認(rèn)為，付出的努力越多，獲得的獎(jiǎng)賞價(jià)值越低,因而努力作為一種成本，能夠降低價(jià)值。另一觀點(diǎn)是努力增強(qiáng)理論，又稱對(duì)比理論，認(rèn)為努力可以增加價(jià)值，個(gè)體更加珍視通過努力獲得的結(jié)果,越是努力獲得的東西，它們被賦予的價(jià)值越大，甚至努力本身會(huì)作為一種次級(jí)強(qiáng)化物,因而努力能夠增加價(jià)值。這兩種理論均從認(rèn)知努力的屬性出發(fā)，對(duì)努力意義進(jìn)行闡釋。

動(dòng)機(jī)心理模型從努力決策角度進(jìn)行闡釋，認(rèn)為個(gè)體并不厭惡努力行為本身，對(duì)需要付出努力的事件的判定是根據(jù)努力的潛在成果進(jìn)行評(píng)價(jià)[5]。從動(dòng)機(jī)層面看，個(gè)體付出努力的動(dòng)機(jī)來自于對(duì)正性獎(jiǎng)賞的追求與對(duì)負(fù)性情感信號(hào)的避免，是一種趨利避害的過程。在個(gè)體進(jìn)行努力決策時(shí)，付出的認(rèn)知成本(耗時(shí)、誤差可能性)[14]、動(dòng)機(jī)(認(rèn)知需要、獎(jiǎng)賞)、任務(wù)難度、認(rèn)知疲勞[26]等因素均會(huì)對(duì)認(rèn)知努力的支出程度造成影響。在認(rèn)知努力的屬性上，控制理論持相異的觀點(diǎn)，該理論認(rèn)為目標(biāo)導(dǎo)向行為需要認(rèn)知控制，而控制的運(yùn)用需要付出努力，這種認(rèn)知努力本質(zhì)上是厭惡性的，因此人們傾向于避免認(rèn)知要求高的任務(wù)[21,28,46]。該過程被認(rèn)為建立了一種神經(jīng)認(rèn)知機(jī)制，個(gè)體通過權(quán)衡控制的好處(報(bào)酬等)和相關(guān)努力成本來調(diào)節(jié)控制水平，決定所要付出的努力[42,48]。

在個(gè)體進(jìn)行努力決策時(shí)，努力水平反映了努力成本與回報(bào)之間的平衡[30,42,48]。一般來說，努力成本會(huì)隨著時(shí)間的推移增加，相應(yīng)地，在任務(wù)中努力的投入會(huì)減少[32]。有研究指出，在過程較長(zhǎng)的任務(wù)中，會(huì)出現(xiàn)中間卡滯效應(yīng)[8]，指?jìng)€(gè)體努力的投入在任務(wù)開始和結(jié)束時(shí)較多，而在任務(wù)進(jìn)行中投入較少，這與大腦感知努力的成本與回報(bào)之間的逐時(shí)變化有關(guān)[16]。

4 認(rèn)知努力的加工機(jī)制

認(rèn)知努力是一個(gè)機(jī)動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)制，通過權(quán)衡努力的成本與收益來決定努力支出水平，該過程在一個(gè)額葉網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行加工。成本與收益之間的差值稱為凈值，在個(gè)體進(jìn)行努力的凈值評(píng)估時(shí)，這片腦區(qū)處于活躍狀態(tài)。該回路主要涉及前扣帶皮層(ACC)、輔助運(yùn)動(dòng)區(qū)(SMA)、前腦島(AI)和前額葉皮層(PFC)[5,42]。前扣帶回(ACC)可以通過代表行為與結(jié)果之間的聯(lián)系來促進(jìn)目標(biāo)導(dǎo)向行為的努力的付出[22]。Shenhav (2013年)認(rèn)為，ACC對(duì)認(rèn)知努力成本進(jìn)行編碼加工，同時(shí)利用可以得到的獎(jiǎng)賞值和需要付出的認(rèn)知控制成本來調(diào)控認(rèn)知努力的強(qiáng)度。Aben(2020年)認(rèn)為背側(cè)前扣帶回(dACC)、前腦島(AI)和頂內(nèi)溝(IPS)構(gòu)成一個(gè)努力反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，揭示認(rèn)知努力的神經(jīng)執(zhí)行包括了任務(wù)相關(guān)區(qū)域的dACC啟動(dòng)敏感性。當(dāng)認(rèn)知努力需求高時(shí)，dACC活動(dòng)增加，這種激活模式可能是與認(rèn)知努力本身的厭惡性有關(guān)。Arulpragasam(2018年)通過決策任務(wù)得出相似結(jié)論，dACC和AI的活動(dòng)反映了努力折扣與主觀價(jià)值預(yù)測(cè)誤差信號(hào)，其中AI在輔助預(yù)測(cè)與預(yù)測(cè)錯(cuò)誤編碼中起的作用最強(qiáng)。另外，ACC可以對(duì)付出努力決策的困難程度進(jìn)行表征，Pine(2009年)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)值和努力需求不同的認(rèn)知成本選擇最接近時(shí)，ACC反應(yīng)最強(qiáng)。

紋狀體也是認(rèn)知努力相關(guān)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的一部分，其功能是優(yōu)化需要認(rèn)知努力的決策。Robertson(2015年)研究發(fā)現(xiàn)，背側(cè)紋狀體(DS)的活動(dòng)可以表征認(rèn)知努力，但在此過程中背側(cè)紋狀體旨在對(duì)認(rèn)知控制進(jìn)行調(diào)節(jié)而非認(rèn)知努力本身。Dobryakova (2017年)驗(yàn)證腹側(cè)紋狀體(VS)的激活與努力行動(dòng)的結(jié)果有關(guān)。Silveira(2018年)通過一個(gè)大鼠認(rèn)知努力任務(wù)分離了腹側(cè)紋狀體和背側(cè)紋狀體的作用，研究發(fā)現(xiàn)，背內(nèi)側(cè)紋狀體(DMS)損傷會(huì)造成無法組織注意力和反應(yīng)控制過程，說明DMS在認(rèn)知努力的決策中有重要作用。而VS的核心區(qū)域伏隔核(Nacc)受損則導(dǎo)致嚴(yán)重的行為障礙，使大鼠無法成功完成任務(wù)，說明NAcc不活躍阻礙了對(duì)復(fù)雜認(rèn)知任務(wù)的反應(yīng)。當(dāng)個(gè)體進(jìn)行努力決策時(shí)，勢(shì)必要對(duì)努力的成本與收益進(jìn)行比較，權(quán)衡后做出選擇。Arulpragasam(2018年)通過一個(gè)努力順序決策任務(wù)，通過時(shí)間順序分分離了努力成本和回報(bào)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層(vmPFC)在獲得完整信息之前，編碼了預(yù)期的主觀價(jià)值，dACC和AI則對(duì)努力成本進(jìn)行編碼，進(jìn)而進(jìn)行努力決策，形成了一個(gè)努力反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)。

在接受一個(gè)信息后，ACC監(jiān)測(cè)信號(hào)，紋狀體接受來自前額皮質(zhì)、前扣帶回和杏仁核的信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化整合與決策，而ACC則在努力行為的選擇和維持中起關(guān)鍵作用。在進(jìn)行認(rèn)知努力決策時(shí)，大腦會(huì)進(jìn)行努力成本考量，Dunn(2019年)的研究發(fā)現(xiàn)，時(shí)間需求和任務(wù)的錯(cuò)誤可能性是努力成本的一部分。個(gè)體付出認(rèn)知努力的水平，受個(gè)體本身大腦的加工容量[39]、對(duì)付出努力的偏好性以及成本-收益權(quán)衡的影響，在后續(xù)加工過程中會(huì)產(chǎn)生資源消耗效應(yīng)，即個(gè)體付出努力的意愿會(huì)隨著任務(wù)的進(jìn)行而減少。

5 認(rèn)知努力的相關(guān)研究

5.1 認(rèn)知努力與記憶

短時(shí)記憶中認(rèn)知努力的測(cè)量可能會(huì)提供關(guān)于潛在的與表現(xiàn)準(zhǔn)確性和記憶潛伏期有關(guān)的信息。Kim(2018年)通過短時(shí)記憶圖片廣度任務(wù)誘發(fā)瞳孔反應(yīng)(TEPRs)來研究短時(shí)記憶任務(wù)中失語癥患者(PWA)的認(rèn)知努力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)盡管失語癥患者與對(duì)照組付出了相似程度的認(rèn)知努力，但是根據(jù)TEPRs的測(cè)量，失語癥患者的任務(wù)表現(xiàn)明顯差于對(duì)照組。這說明如果沒有相應(yīng)的短時(shí)記憶廣度的能力，足夠的認(rèn)知努力是不足以提高任務(wù)表現(xiàn)的，這可能是由于PWA沒有充分分配認(rèn)知資源來彌補(bǔ)短時(shí)記憶容量減少的問題。這是關(guān)于短時(shí)記憶與認(rèn)知努力加工過程中的研究，而Oren(2019年)則加入年齡因素，研究了認(rèn)知努力與年齡是如何影響個(gè)人的記憶力的。研究監(jiān)測(cè)了老年人和年輕人認(rèn)知努力前后的海馬的靜息狀態(tài)功能連接(RSFC)，研究發(fā)現(xiàn)老年人左海馬與右海馬的RSFC較年輕人要少，說明隨著認(rèn)知努力和年齡的增長(zhǎng)，靜息狀態(tài)功能連接相關(guān)性發(fā)生了改變，由此說明認(rèn)知努力引起的腦內(nèi)記憶功能的變化可以預(yù)測(cè)隨著年齡的增長(zhǎng)而產(chǎn)生的記憶功能問題。 對(duì)認(rèn)知努力的研究常常與工作記憶負(fù)荷相聯(lián)系，甚至許多研究默認(rèn)使用工作記憶負(fù)荷表征認(rèn)知努力，目前并未有研究證明兩者是相獨(dú)立的個(gè)體，但Kardan等人(2020年)從工作記憶容量有限這一特點(diǎn)出發(fā)，利用大腦活動(dòng)尺度不變性與工作記憶容量極限的關(guān)系進(jìn)行探索，發(fā)現(xiàn)在超過工作記憶容量的情況下，大腦抑制尺度不變性活動(dòng)仍舊繼續(xù)，努力可以繼續(xù)通過工作記憶能力進(jìn)行活動(dòng)，證明了不能將工作記憶負(fù)荷完全等同于認(rèn)知努力。

5.2 認(rèn)知努力與情緒

Garbarino & Edell(1997年)最早研究認(rèn)知努力和努力誘導(dǎo)的消極情緒對(duì)選擇結(jié)果的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，認(rèn)知努力會(huì)帶來消極情緒，在處理任務(wù)時(shí)，不同的認(rèn)知努力水平有不同的負(fù)面影響。Inzlicht(2018年)認(rèn)為這是由于人們對(duì)努力產(chǎn)生的潛在成果的評(píng)價(jià)而非對(duì)努力本身的厭惡造成。Tae(2021年)結(jié)合時(shí)間進(jìn)程探究了任務(wù)成功后努力的情緒屬性，發(fā)現(xiàn)高努力對(duì)應(yīng)著積極的效價(jià)。這給予我們努力情緒屬性與時(shí)間進(jìn)程之間關(guān)系的提示。Ansari & Derakshan(2011年)使用指導(dǎo)線索偏移和目標(biāo)起始間隔(CTI)的混合反掃視任務(wù)，來比較低焦慮和高焦慮個(gè)體的目標(biāo)前準(zhǔn)備時(shí)認(rèn)知努力的偶然性負(fù)變異(CNV)活動(dòng)的不同。研究表明在中長(zhǎng)期CTI試驗(yàn)中，高焦慮參與者相較于低焦慮的參與者會(huì)表現(xiàn)出更大的認(rèn)知努力，這是通過前額CNV活動(dòng)(表明認(rèn)知資源分配增加)來衡量的。IAPE模型認(rèn)為，個(gè)體在不同情感狀態(tài)下執(zhí)行認(rèn)知任務(wù)的困難程度不同，快樂與憤怒狀態(tài)下大腦對(duì)任務(wù)難度的主觀評(píng)價(jià)降低，從而付出較少的努力；而悲傷、恐懼與厭惡條件下個(gè)體評(píng)定任務(wù)的主觀難度增加，從而付出較多的努力[18]。Silvestrini(2018年)擴(kuò)展了內(nèi)隱情感對(duì)行為的研究，發(fā)現(xiàn)疼痛導(dǎo)致參與者增加任務(wù)的感知難度，并導(dǎo)致在容易的任務(wù)中比控制條件下付出更強(qiáng)的努力，在困難的任務(wù)中付出更低的努力。痛苦和認(rèn)知表現(xiàn)涉及共同的認(rèn)知過程，且認(rèn)知資源是有限的，因此，內(nèi)隱疼痛對(duì)認(rèn)知努力的影響可能是通過調(diào)動(dòng)認(rèn)知資源來進(jìn)行任務(wù)執(zhí)行的。

5.3 認(rèn)知努力與獎(jiǎng)勵(lì)

成本效益權(quán)衡模型認(rèn)為，在進(jìn)行控制加工時(shí)，相對(duì)于較小的獎(jiǎng)賞，人們會(huì)在給與較高獎(jiǎng)賞時(shí)提高認(rèn)知努力支出水平[10];例如，在Stroop任務(wù)中，較大的潛在獎(jiǎng)勵(lì)增強(qiáng)了任務(wù)相關(guān)刺激信息的處理，從而導(dǎo)致更快更準(zhǔn)確的反應(yīng)[31]。這一研究表明，獎(jiǎng)勵(lì)激勵(lì)可以有效減少或抵消感知努力成本，與此同時(shí)，“調(diào)動(dòng)”為目標(biāo)導(dǎo)向行為服務(wù)的認(rèn)知加工資源[11]。

獎(jiǎng)勵(lì)表征定位于一個(gè)神經(jīng)區(qū)域的反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)，包括紋狀體(特別是腹側(cè)紋狀體)、腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層(vmPFC)和前額腦區(qū)底部，以及后扣帶回皮層。這個(gè)獎(jiǎng)勵(lì)網(wǎng)絡(luò)，包括多巴胺能系統(tǒng)，在引導(dǎo)基于努力的決策的成本-收益信號(hào)中起著重要作用。人類神經(jīng)影像學(xué)研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，紋狀體負(fù)責(zé)編碼多巴胺依賴的回應(yīng)信號(hào)，影響認(rèn)知努力領(lǐng)域的努力付出的動(dòng)機(jī)，表現(xiàn)在紋狀體多巴胺信號(hào)放大了認(rèn)知努力的預(yù)期收益與成本，證明紋狀體中多巴胺發(fā)出的預(yù)測(cè)錯(cuò)誤信號(hào)可能是促使努力付出的基礎(chǔ)[48]。

獎(jiǎng)勵(lì)評(píng)估是高度主觀的，大腦的獎(jiǎng)勵(lì)回路的關(guān)鍵區(qū)域，如VS和vmPFC，對(duì)動(dòng)機(jī)和努力的影響表現(xiàn)出敏感性。此外，紋狀體和前額葉的激活被發(fā)現(xiàn)會(huì)隨著內(nèi)在動(dòng)機(jī)水平的降低而降低。即使在一個(gè)單一的努力的任務(wù)中，神經(jīng)獎(jiǎng)勵(lì)信號(hào)相關(guān)的客觀相等的努力水平由于背景和動(dòng)機(jī)的不同也存在顯著變化。Schouppe(2014年)及其同事的一項(xiàng)研究觀察到，當(dāng)參與者自由選擇執(zhí)行一項(xiàng)較高的認(rèn)知努力任務(wù)時(shí)，紋狀體活動(dòng)增加(與努力增強(qiáng)相一致)。然而，當(dāng)參與者被迫完成相同的認(rèn)知努力任務(wù)時(shí)，腹側(cè)紋狀體表現(xiàn)出相反的模式(低努力者紋狀體活動(dòng)高于高努力者)。這些發(fā)現(xiàn)表明，情境和動(dòng)機(jī)可以很大程度上改變與決策和結(jié)果加工相關(guān)的神經(jīng)價(jià)值特征，因此與認(rèn)知努力評(píng)估高度相關(guān)。

6 展望

認(rèn)知努力是一種廣泛涉及的現(xiàn)象，不管是對(duì)健康個(gè)體還是對(duì)部分功能紊亂個(gè)體的生活都有著重要的影響。近幾年興起的有關(guān)認(rèn)知努力的相關(guān)研究，從認(rèn)知努力與情緒、記憶、獎(jiǎng)賞決策等角度，探索與解釋認(rèn)知努力本身的加工機(jī)制、作用腦區(qū)、認(rèn)知努力是如何參與認(rèn)知過程中以及影響努力支出的因素等，對(duì)類腦科學(xué)研究具有重要的參考意義，未來有望在以下幾方面進(jìn)一步研究：

首先，認(rèn)知努力不同加工階段是否存在不同的情緒屬性？當(dāng)前有關(guān)認(rèn)知努力，出現(xiàn)了兩種理論爭(zhēng)議，一種認(rèn)為認(rèn)知努力本身就是一種成本，自帶厭惡屬性，另一種則認(rèn)為認(rèn)知努力可以作為一種價(jià)值，在人們體會(huì)到認(rèn)知努力可以增加價(jià)值，人們會(huì)更珍視認(rèn)知努力后的結(jié)果?！芭κ且环N成本” 從時(shí)間進(jìn)程上來說具有前瞻性的特點(diǎn); 而“努力增加價(jià)值”,更多的是從努力的評(píng)價(jià)階段進(jìn)行考慮[1],那么我們是否可以假定這存在于認(rèn)知努力的不同加工階段，在期待努力階段人們可能認(rèn)為努力是厭惡性的，當(dāng)人們付出努力且得到正性反饋后會(huì)認(rèn)為努力是積極性的。再者，中間卡滯效應(yīng)指出，在個(gè)體執(zhí)行長(zhǎng)時(shí)間的努力任務(wù)時(shí)，往往在開始和結(jié)束時(shí)投入較高努力水平，在中間投入較低努力水平，有學(xué)者指出這與大腦感知努力的成本與收益水平有關(guān)，那么是否可以假設(shè)，在此過程中可能伴隨不同的情緒的誘發(fā)機(jī)制值得探索。

其次，大腦在決策認(rèn)知努力前對(duì)機(jī)會(huì)成本是如何加工的呢？有很多變量影響認(rèn)知努力，包括個(gè)體的工作記憶容量、疲勞和動(dòng)機(jī)狀態(tài)。然而，難以知道這些變量如何影響認(rèn)知努力。對(duì)于那些被提出來影響機(jī)會(huì)成本的外部變量，我們知道的更少。例如，在計(jì)算機(jī)會(huì)性成本時(shí)，大腦是追蹤其他可用目標(biāo)的價(jià)值，還是僅僅依賴于當(dāng)前目標(biāo)的信息？如果它跟蹤其他可用的目標(biāo)，它如何確定哪些目標(biāo)將被跟蹤？它們又是如何影響未來或正在進(jìn)行的努力決定的呢？這些都是研究的未知區(qū)域。

再次，調(diào)節(jié)認(rèn)知和身體的努力是否存在相同的神經(jīng)系統(tǒng)？一些關(guān)于以體力勞動(dòng)為基礎(chǔ)的決策研究提出了關(guān)于調(diào)節(jié)認(rèn)知努力的系統(tǒng)與體力努力一致的假設(shè)，認(rèn)為監(jiān)測(cè)體力勞動(dòng)指出的神經(jīng)系統(tǒng)同時(shí)可以監(jiān)測(cè)認(rèn)知活動(dòng)，但目前還是沒有直接證據(jù)表明認(rèn)知努力和體力努力的決策系統(tǒng)是否是單一的，因此未來研究可以嘗試一些涉及將兩者統(tǒng)合與一個(gè)任務(wù)之中進(jìn)行研究。