Higher brain function : visual cognition during the Stroop task

Higher brain function : visual cognition during the Stroop task

著者 沈 雪珠

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博士学位論文要旨 論文内容の要旨および論文審査 結果の要旨／金沢大学大学院自然科学研究科

volume 平成19年3月

page range 90‑95

year 2007‑03‑01

URL http://hdl.handle.net/2297/14593

氏名 学位の種類 学位記番号 学位授与の日付 学位授与の要件 学位授与の題目

沈雪珠 博士（学術）

博甲第765号 平成１７年９月３０曰

課程博士（学位規則第４条第１項）

HigherBrainFunction-VisualCognitionDuringtheStroopTask (脳の高次機能一Stroop課題における視覚認知）

大熊勝治（自然科学研究科・教授）

小山善子（医学系研究科・教授），藤原勝夫（医学系研究科・教授），

細野隆次（医学系研究科・教授），吉川弘明（保健管理センター・助教授）

論文審査委員(主査）

論文審査委員(副査）

Abstract

TheP300componentoftheevent-relatedbrainpotentialduringthecolor-Kanji StrooptaskwaSusedmconjunctionwithresponsetimetoidentifi7tllelocusof interfbrenceandsexCmEfbrencesonperceptualprocessing、

SubjectswereinstructedtorespondtothedisplaycolorsandcoloredKanji charactersasquicklyaspossibleintherespectivestimuluscOnditions・

Responsetimevariedwiththecongruenceandincongruencebetweenthe stimuluscolorandtheKanjicharactersinwhichtheywereprinted・However>the P3001atencyremaineClstableduringthestimulusevaluationprocesses．Ｐ30O

amplituCleatFzwasthesmauestineachstimuluscondition・

Responsetimevariedinanstimulusconditions，themaleswerelongerthan fbmales・TheP3001atencyofmaleswaslongerandamplitudewassmanerthan femalesFurthermore,fbrpersonsofClifferentsex,ｔｈｅｎamingcolorsarefasterthan thereadingKanjicharactersonRm

Thefindingsprovidefilrtherevidencethatresponsecompetitionistheprimary sourceofStroopinterference・Theresultssuggestthatcognitivestrategyofmaleis

diffbrent丘omfbmale・Femalerespondfasterthanmale．

lntroductions

ｌｎｌ９３５，eJohnRiClleyStrooppublishedllisexcenentarticleonattentionand interference，whichismoreinfluentialnowthanitwasthenTheoriginalStroop taskisapsychologicaltestofourmentalenergyandmexibility

TheStroopeffects(facilitationandinterference)ｈａｖｅｂｅｅｎｋｎｏｗｎｆｂｒ７０ｙｅars，

duringwhichtimeanumberofstudieｓｈａｖｅｂｅｅｎｍａｄｅｏｆｔｈｅＳｔｒｏｏｐｔａｓｌＥａnd numeroustheoreticalaccountsoftheStroopeffecthavebeenprofferedlnthe Strooptask，therearetwopathways-onefbrcolorinfbrmationandtheotherfbr

wordinfbrmation-thatshareoneresponsechanneLTheresponsecompetition

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hypothesisoftheStroopinterfbrencestatesthatcoloranClwordarebeingprocessed

inaparanelmanneruntiltheirmotorprogramsareactivateCL

Nowonder)manyvariationsonthetesthavebeendevelopedandtesteCLThevast majorityofresearchregarClingtheStrooptaskhasfbcuseClonwhyfacilitationand interferenceoccur・RelativelylittleresearchhasaddressedindiviClualdiffbrenceson

thistask

OurintentioninthispapeｒｉｓｔｏｍｕｓｔｒａｔｅｔｈｅｒｏｌｅｏｆＰ３００ＥＲＰａndresponsetime inmetalchronometrybydescribingdatafromtheexperimentthataddressedthe fbnowingissuesmhumaninfbrmationprocessing：ａ）thelocusoftheStroop interferenceeffbct,thatis,whereisthestimulusevaluationorresponseproduction；

andｂ）thelocusofthesexdifferences,ｔｈａｔis,aretherethesexdiffbrenceson

cognitiveprocessing・

TllisstudyisbasedonthetheorizingofDuncan-JohnsonandKopeⅡ(1981).We improvedonstimulusmodality（Kanjicharacters）andresponsemodality（two buttonsinhands)inordertoinvestigatethattheresponsecompetitionhypothesis、

Ａｎｄｔｈｅｎ,toelucidatesuchsexdifferencesonperceptualprocessing

Experiment

Fifteenhealthyright-hanCledJapaneseundergraduatestudents(8male,７female）

betweentheageofl8and23years(mean=20.3years)wereassessedindividuanyin adimlylit,sound-attenuatedroom・Nonereportedanyneurologicalorpsychiatric

disorClers・Amsubjectshadnormalorcorrected-to-normalvisionandnocolor

blindness

Thestimuli℃onsistedoffiveconditions・Subjectswereinstructedtorespondtothe displaycolorsinthefirstcondition・Stimuliconsistedofthecolors(red,blue)in whichthestimuluswaspresentedtomatchthemeamngoftheKanjicharacters RED,ＢＬＵＥｉｎｔｈｅｓeconClcondition､Subjectswereinstructedtorespondtothe KanjicharactersrelevantconditionsinthethirClconditionandthecolorrelevant conditionswhneignormgthewordsthemselvesinthefburthcondition・Thefifth conditionwastheKanjiREＤ,BLUEwritteninblackink

Meandiffbrencesbetweenconditionswereassessedusinganalysisofvariance withthecolor/Kanjicharacters(congruent,neutral,incongruent)andelectrodes(Fz，

Cz,Ｐｚ)ｆｂｒｔｈｅＥＲＰａｎｄＲＴｄａｔａ・Posthocdifferencesbetweenpair-wisemeans

wereassessedwithTukey'ｓＨＳＤｔｅｓｔ、Ａｎｄmeandiffbrencesbetweensexeswere

assesseClusingt-testfbrtheERR

Results

lBehavioraldata

Fig1mustratesthemeanRTfbrS1，Ｓ２，ｓ３，S4andS50onditions（P<0.05)．

Reducedresponsetimeincolor/Kanjicharacterscongruent(Ｓ１ａｎｄＳ２)ascompared toneutralcondition(S5)pointtofacuitationeffectswhereaslongerresponsetimein color/Kanjicharactersincongruent(Ｓ４ａｎｄＳ３)ascompareCltoneutralcondition canbeinterpretedasmterferenceeffects・Then,thereweresignificantdifferenceｓ ｂｅｔｗｅｅｎＳ１ａｎｄＳ４(colorrelevantconditions,Ｐ<0.05),Ｓ２ａｎｄＳ３(Kanjicharacters relevantconditions,Ｐ<0.05)fromTukey,sHSDtest．

:】

-■一P300Latency

着４００：

ＥＥ

350

300

Ｓ２ S３ S４ Ｓ５

Ｓ１

Fig.1．MeanresponsetimeandP3001atencyａｔＰｚｆｂｒｔｈｅＳ１，Ｓ２，ｓ３，S4andS5

ThereweresignificanteffectsbetweenS1,ｓ2,ｓ3,Ｓ４ａｎＣｌＳ５ｉｎｍａｌｅｓａｎｄｆｅｍａｌｅｓ (P<0.05)onRIlFig､２mustratesthemeanRTvaryinginanstimulusconditions,fbr bothconditionsS4andS3werereｌｉａｂｌｙｌｏｎｇｅｒｔｈａｎＳ１ａｎｄＳ２ｏｎＲｍＴｈｅ､,ＲＴｏｆ ｂｏｔｈｍａｌｅａｎｄｆｂｍａｌｅｍｔｈｅｎａｍｉｎgcolorwerefasterthaninthereadingKanji

characters．

500

450

００４（のＥ）』正

350

300

S１ S２ S３ S４ S５

Fig.2．Meanresponsetimeofmales(n=8)andfbmales(n=7)fbrtheS1,Ｓ2,ｓ3,S4and S5conditionsTheRTofmalesislongerthanthefbmales'inallstimulusconditions．

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2.P3001atency

TablelmustratestheｍｅａｎP3001atenciesandamplitudesfbrS1,ｓ2,ｓ3,S4anCl S5conditions・NosignificanteffectsofS1andS4werefbundfbrthequantifieClP300 1atencyClata,incontrasttothelargeeffectonRnnAlsoinsignificanteffectsofS2and S3werefbunClfbrP3001atencyBTherewerenosignificantelectrodesitedifferences fbrS1,Ｓ2,ｓ3,S4andS5conditionsintheP3001atency(P>0.05)TheP3001atency

wasnotaf6ecteClbyanyexperimentalvariablaThus,P3001atencyremamedstable acrossｔｈｅＳ１，Ｓ２，ｓ３，Ｓ４ａｎｄＳ５ｂｕｔｈａｄａｓｔｒｏｎｇｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏnRTfromthese

conditions．

Table1．MeanP3001atenciesandP300amplitｕｄｅｓａｔｔｈｅＦｚ,Ｃｚ,Pzelectrodesitesfbr

S1,Ｓ2,ｓ3,S4andS5conditions(n=15)．

significantdifferencesofmaleanClfemalewerefbundfbrP300compOnents (Table2).AlargeP300componentwaseliciteClbyaustimuliinfemale・TheP300 1atencyofmaleswaslongerthanfelnalesThesamesignificantdifferencesoflnale anClfemalewerefbundfbrP3001atencyzThus，P3001atencyvariedbetweenthe maleandfemaleacrosstheseconditions(t=5.51,Ｔ(14,0.05)=2.14)．

Table2MeanP3001atencyandP300amplitudeofmales(n=8)andfbmales(n=7)ａｔＦｚ，

Ｃｚ,ＰｚｆｂｒｔｈｅＳ１,Ｓ2,ｓ3,S4andS5conditions．

Latency(ｍｓ）

Ｓ１Ｓ２Ｓ３Ｓ４Ｓ５

Amplitude(似Ｖ）

Ｓ１Ｓ２Ｓ３Ｓ４Ｓ５

ｚｚｚＦＣＰ

3６６３６６３７１３６６３６９ 363３６４３６６３６６３６９ 3６４３６６３６８３６４３６９

3６．０３４．９２２．７１９．５２８．０ 4４．３４５．２３２．３３０．２３９．２ ４７．３４７．４３３．９３２．４４１．４

３.P300amplitude

P300amplitudefbrＳ４ａｎｄＳ３ｗｅｒｅｓｍａｎｅｒｔｈａｎＰ３００ａｍｐｌｉｔｕｄｅｆｂｒＳ１ａｎＣｌＳ２ ｓｈｏｗｉｎｎｂｌｅＬＡｓｍustrateinTablel,P300amplituClewasthesmallestatＦｚ,the

nextatCzandthebiggestatPzfbreachstimuluscondition(P<0.05)．

ELble2mustratesthatthemeanP300amplituClefbrmalesweresmanerthan femalesinanstimulusconditionsandelectroClesites(t=6.80,Ｔ(14,0.05)=2.14).The P300amplituClewasClecreaseClsignificantIy(P＜0.05)whenthestimuliweremore

dijﾋﾞEiculttodiscriminate(e､9.Ｓ４ａｎｄＳ３),whereastheRTwasmuchlonger(Fig.4)．

Conclusions

Thesedatasuggestthatresponsesareemittedafterlesscompleteevaluationof thestimulus・ＴｈｅｔｉｍｅａｔｗｌｌｉｃｈＰ３００ｉｓｅｌｉｃｉｔｅｄｓeemstobeindepenClentofthe extenttowhichtheresponsehasbeengeneratedTheresultsupportstheviewthat responsecompetitionistheprimarysourceofStroopmterference、

Theresultssuggestthatcognitivestrategyofmaleisdifferenthomfemale、

Femalerespondfasterthanmale・ThemaleshaveamorecautiousandcH1m responsestrategyinthemfbrmationprocessing・Furthermore，P300amplitude

decreasedasRTincreased．

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P300Latency(ｍｓ）

S１Ｓ２Ｓ３Ｓ４．Ｓ５

Ｐ300Ａ_ｍｐ

litude（“Ｖ）

Ｓ１Ｓ２Ｓ３Ｓ４Ｓ５

ｅ１ａＭ ｚｚＺＦＣＰ ｅ１ａｍｅＦ ｚｚＺＦＣＰ

357３７０３７４３８４３７８ ３５８３７２３７０３８４３７９ ３５８３７０３７０３８６３８１

3５７３６１３６０３５５３６３ ３５７３６１３５５３５５３６２ ３５８３６１３５５３５５３６４

７４４８９●●●●●７９１８２２３４２４ ８●４４

７８８５９５●●●●●●０９１５７０２２３２３４

４４９５６７●●●●●●９６７３７９１２２２３３

２１７５１８●●●●●●３０１７１３３４４３５５

４２５９２５●●●●●●羽仙⑫ ２６９４５５

学位論文審査結果の要旨

Stroop効果は、文字と色という２つの属性が競合するような刺激（例えば赤色で描かれた青という文字）

を提示し、色名を答えさせる課題において、その反応時間が、２つの属性が競合しない刺激に比べて遅延す

るという現象で、Strooptestは臨床場面では前頭葉機能検査としてよく使われている。しかしこのStroop

課題における干渉が、刺激評価過程で生じるか反応生成過程で生じるかは未だ結論が出ていない。そこで本 論文ではStroop課題中のＰ３００と反応時間を指標として､情報処理過程を検討したものである。結果は（１）

反応時間は色課題が漢字課題よりも短く、色・文字一致条件が不一致条件よりも短い。（２）P3001atency は課題(色､漢字)と刺激カテゴリー(congruent条件､incongment条件)間で有意差は見られなかった。（３）

P300振幅は不一致条件が一致条件よりも小さく、またFzはＣｚ､Ｐｚより小さく、Ｐｚが一番大きかった。（４）

反応時間は男性が女性より長く､又､男性は女性よりP30011atencyが長く､振幅は小さく性差が認められた。

上記の結果はDuncan-Johnsonらの所見と同様で､Stroop干渉は反応生成過程で生じることが示唆された。

また、任意による制御機能の障害として臨床的に捉える検査Strooptestであるが、Ｐ３００からも前頭葉の関 与を支持するものであった。情報処理過程には性差も考慮すべきことが判った。

本研究は情報処理過程での解明に貢献するもので､臨床にも活用し得る知見である。本論文は博士（学術）

論文に値すると評価された。