CC..png   

Юридический и почтовый адрес организации-издателя: САФУ, редакция «Журнала медико-биологических исследований», наб. Северной Двины, 17, г. Архангельск, Россия, 163002
Местонахождение: редакция «Журнала медико-биологических исследований», наб. Северной Двины, 17, ауд. 1336, г. Архангельск

Тел: (818-2) 21-61-21 
Сайт: https://vestnikmed.ru
e-mail: vestnik_med@narfu.ru; 
            vestnik@narfu.ru

о журнале

Процессы когнитивного контроля в тесте Струпа и их отражение в связанных с событиями потенциалах (обзор). C. 114-128

 Версия для печати

Рубрика: Научные обзоры

УДК

612.821+612.825.1

DOI

10.37482/2687-1491-Z184

Сведения об авторах

В. А. Григорик* ORCID: https://orcid.org/0009-0002-9916-2319
М. В. Пронина** ORCID: https://orcid.org/0000-0002-8039-1755
М. Г. Старченко*** ORCID: https://orcid.org/0009-0001-2743-3856

*Северный (Арктический) федеральный университет им. М.В. Ломоносова
(Архангельск, Россия)
**Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой Российской академии наук
(Санкт-Петербург, Россия)
***Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)
(Санкт-Петербург, Россия)

Ответственный за переписку: Валентина Александровна Григорик, адрес: 163000, г. Архангельск, наб. Северной Двины, д. 17; e-mail: grigoric.valentina@yandex.ru

Аннотация

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.

Ключевые слова

тест Струпа, когнитивный контроль, событийно-связанные потенциалы мозга, волна N2, волна N450, поздний устойчивый потенциал, потенциал готовности, волна P300
Скачать статью (pdf, 0.5MB )

Список литературы

  1. Kahneman D. Attention and Effort. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1973. 246 p.

  2. 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

  3. 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

  4. 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

  5. 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

  6. 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.

  7. 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

  8. 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

  9. Аллахвердов М.В., Стародубцев А.С. Влияние положения дистрактора на эффект Струпа // Петерб. психол. журн. 2016. № 17. С. 125–150.

  10. 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

  11. 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

  12. 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.

  13. 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

  14. 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

  15. 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

  16. 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

  17. 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

  18. 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

  19. 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

  20. 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

  21. 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

  22. 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

  23. 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

  24. 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

  25. 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

  26. 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

  27. 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

  28. 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

  29. 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

  30. 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

  31. 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

  32. 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

  33. 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

  34. 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

  35. 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

  36. 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

  37. 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

  38. 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

  39. 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

  40. 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

  41. 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

  42. 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

  43. 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

  44. 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

  45. 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

  46. 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

  47. 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

  48. 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

  49. 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

  50. 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

  51. 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

  52. 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

  53. 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

  54. 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

  55. 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

  56. 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

  57. 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.

  58. 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

  59. 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

  60. 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