一项覆盖18–79岁的fNIRS研究:香港教育大学Dr. Yeung揭示多线程任务下的前额叶变化

时间:2026-03-27 编辑:瀚翔脑科学 浏览数:75




NeuroImage 2025年发表的研究 《Task-switching and frontal cortex functioning across adulthood: An fNIRS study》作者Dr. Yeung做了一件很少有人系统完成的事:用fNIRS,横跨18–79岁人群,系统研究“任务切换”能力与前额叶激活之间的关系。

“任务切换”正是我们日常所谓的——“多线程工作“。



实际上多线程并不是“同时做很多事”,而是大脑在快速切换任务。

什么是任务切换(Task Switching)?

在认知科学中,“多线程”对应的术语是:

  • Task switching:任务切换
  • Attentional switching:注意切换
  • Cognitive flexibility:认知灵活性


经典范式中包含三种试次:

  • Single trial:单任务持续执行
  • Repeat trial:重复上一个任务
  • Switch trial:切换到不同任务


既往研究表明,切换任务越慢、越容易出错。因为大脑必须完成一件事:重新配置任务规则(task-set reconfiguration)



方法

这项研究招募了132名18–79岁的成年人。使用的是48通道fNIRS系统双侧前额叶覆盖的布局。


任务采用面孔判断范式,即通过随机施加线索(“年龄”或“情绪”)诱导被试进行任务切换。



研究结果


行为结果揭示了多线程能力如何随年龄变化


反应时:在不断切换的任务中,年龄与反应时呈线性增加。年龄越大,切换越慢。


准确率:在不断切换的任务中,准确率与年龄呈负二次关系,即青年到中年阶段基本稳定,60岁之后下降速度明显加快,这说明任务切换能力在晚年出现“拐点式”变化。这比单纯“线性衰退”更值得警惕。



脑机制告诉我们哪个区域在帮我们“多线程”

结果显示只有两个区域在不断切换的任务中显著增强:右侧 dorsomedial PFC与左侧 posterolateral frontal cortex。而真正和年龄相关的,是左侧 posterolateral frontal cortex。


关键发现在于,在60岁以上群体中,随着任务过程中左侧 posterolateral frontal 激活越高,任务表现越好,即切换又快、准确率又高。这一项结果支持了CRUNCH模型:补偿性过度招募。


这一现象符合经典的CRUNCH模型(Compensation-Related Utilization of Neural Circuits Hypothesis)。该模型认为:随着神经效率下降,大脑会通过增加资源投入来维持行为表现。老年人的前额叶在“更努力地工作”,以抵消认知灵活性的下降。



结语

我们以为:一边开会一边回微信,一边做PPT一边发邮件是“并行”,其实是高频的task-set reconfiguration。


这篇文章从神经层面印证了一个认知事实:人不能真正同时做两件事。


所谓多线程,其实是:当前任务规则保持→任务规则重配置→抑制旧任务→激活新任务。这一过程由前额叶完成,尤其是左侧posterolateral frontal cortex,它负责实施任务规则。


所谓“多线程能力”,本质上是前额叶在有限资源下维持规则更新与抑制控制的能力。