编辑推荐：
为探究认知表现个体内变异性（IIV）与白质（WM）结构关系，研究人员对 30 名健康成年人进行研究。通过扩散 MRI 扫描和 30 天生态瞬时评估（EMA），发现工作记忆任务中 IIV 高，且与平均表现负相关，还与上纵束（SLF）的 WM 微观和宏观结构相关。这有助于理解认知动态机制。
在认知研究的广阔领域中，长久以来，研究者们大多聚焦于个体间认知表现的平均差异，往往将个体随时间的认知波动视为测量误差而忽视。然而，认知并非一成不变的静态存在，它实际上是动态变化的。大量研究表明，个体内的认知变异性在认知表现总方差中占据相当大的比例，有时甚至超过个体间的方差。例如在认知灵活性、抑制控制和工作记忆等方面，个体内变异性能解释 40% - 55% 的总方差 。这种个体内变异性（Intraindividual Variability，IIV），反映了认知在不同时间、不同领域和不同情境下的波动，被认为是注意力控制和大脑功能的重要标志。
以往研究多集中于简单反应时任务中的逐次波动，且多在实验室控制条件下进行，难以反映现实生活中认知的日常变化。同时，传统扩散张量成像（DTI）技术在研究白质（White Matter，WM）结构时存在局限性，无法准确分析复杂纤维结构。鉴于此，为了深入探究认知 IIV 与 WM 微观和宏观结构的关系，来自国外（迪肯大学 Deakin University）的研究人员开展了一项具有创新性的研究。
研究人员招募了 30 名健康成年人（年龄 21 - 62 岁，19 名女性），这些参与者需满足特定的纳入和排除标准 。研究采用了生态瞬时评估（Ecological Momentary Assessment，EMA）和扩散 MRI 相结合的方法。参与者先进行扩散 MRI 扫描，之后连续 30 天使用 EMA 智能手机应用程序进行工作记忆和处理速度的日常评估。在评估过程中，使用了多种认知任务，如 2 - 回任务（评估视觉执行工作记忆）、对称跨度任务（评估视觉空间工作记忆）、卡片匹配任务（评估处理速度）等 。同时，利用先进的扩散 MRI 技术和基于体素的分析（Fixel - based analysis，FBA）方法，研究人员对 WM 的微观和宏观结构进行了精确分析，重点关注上纵束（Superior Longitudinal Fasciculus，SLF）的纤维密度（Fibre Density，FD）、纤维横截面（Fibre Cross - section，FC）等指标 。
研究结果显示，在工作记忆任务中，个体内变异性十分显著。以视觉执行工作记忆和视觉空间工作记忆任务为例，个体内方差与个体间方差的比值分别达到 2.17 和 1.97，这意味着个体内的变异性约为个体间变异性的两倍 。同时，IIV 与工作记忆的平均表现呈负相关，即变异性越高，工作记忆的平均表现越差 。在神经成像方面，研究发现视觉执行工作记忆任务中的 IIV 和平均表现与 SLF 的 WM 微观和宏观结构存在关联。具体而言，较高的 IIV（较低的表现）与 SLF 中较低的 FD 和 FC 值相关，这些关联主要集中在右侧 SLF 的 I 和 II 分支 。
从整体来看，该研究首次将 EMA 和 MRI 技术相结合，深入探究了认知 IIV 与 WM 微观和宏观结构的关系。研究发现工作记忆任务中存在显著的个体内变异性，且与平均表现和 SLF 的结构相关。这一研究成果发表在《Cortex》上，为理解健康成年人认知动态的神经机制提供了新的视角，有助于进一步探索认知功能的奥秘，也为相关临床研究和干预提供了重要的理论依据 。
研究的主要技术方法包括：一是生态瞬时评估（EMA），使用自研智能手机应用程序 Mindtrax，在 30 天内每天让参与者完成认知任务评估；二是扩散 MRI 技术，利用 3T 西门子 Prisma 扫描仪进行扫描，扫描后对数据进行复杂的预处理；三是基于体素的分析（FBA），通过计算纤维密度（FD）、纤维横截面（FC）和纤维密度与横截面（Fibre Density and Cross - section，FDC）等指标，对 SLF 的微观和宏观结构进行精确分析 。
在研究结果部分：
- 个体内表现和变异性：通过方差成分分析发现，工作记忆任务中个体内变异性显著，如视觉执行工作记忆和视觉空间工作记忆任务中，个体内方差与个体间方差比值较大，且 ICC 值表明总方差中很大比例可归因于个体内变异性；而处理速度任务中个体间变异性相对较高 。在认知表现和变异性的关联上，工作记忆任务中 iMean 和 iSD 呈显著负相关，即变异性越高，表现越差；处理速度任务中，最初 iMean 和 iSD 呈正相关，但控制年龄后不显著，且 EMA 指标与 NIH Toolbox 测试的处理速度无显著关联 。
- 感兴趣区域分析：在与个体内变异性的关联方面，右 SLF 的 FD 和 FDC 值与 2 - 回任务的 iSD 变异性得分呈显著负相关，这些影响主要集中在 SLF - I 和 SLF - II 分支 。在与个体内平均表现的关联上，2 - 回任务中较高的 iMean 得分与右 SLF 较高的 logFC 和 FDC 值相关，主要集中在 SLF - II 和 SLF - III 分支，但校正多重比较后不显著 。在与神经心理测试分数的关联上，NIH Toolbox 测试分数与 SLF 的 fixel 指标无显著关联 。
- 全脑分析：全脑 FBA 未发现 FD、FC 或 FDC 与任何任务的 iMean 或 iSD 得分之间存在显著关联 。
研究结论和讨论部分强调，该研究揭示了工作记忆任务中存在显著的个体内变异性，且与平均表现和 SLF 的结构相关，为理解认知动态的神经机制提供了新视角 。然而，研究也存在一定局限性，如样本量较小，可能影响参数估计的稳定性和结果的普遍性；样本的高教育水平和高认知能力也限制了研究结果的推广 。未来研究需要扩大样本量，纳入更多不同认知能力的个体，以进一步验证和拓展这些发现，为认知健康的研究和临床应用提供更坚实的基础 。
