游戏化范式C.R.A.B.：探索准备电位（RP）的多维成分及其在发育与疾病研究中的应用

本文推荐一项创新性研究，作者开发了游戏化范式C.R.A.B.（Contrasting Routines Affecting Bereitschaftspotential），通过对比不同决策场景（易/中/难任务）下的准备电位（RP）波形，成功分离运动规划、注意水平和决策自发性的神经成分。该范式突破传统Libet实验的年龄限制，无需依赖内省报告即可间接测量"何时决策"（when-decision），为研究儿童及神经发育障碍患者的RP形成机制提供标准化工具。

　　

引言

1964年发现的准备电位（Bereitschaftspotential/RP）是运动皮层和辅助运动区激活的标志，而Libet实验（1983）进一步揭示其与无意识决策的关联。传统RP研究多聚焦成人群体，儿童领域的探索受限于实验范式的适用性——现有方法或依赖复杂的时钟监测（如Libet范式），或需高级阅读能力（如字母流任务），难以跨越年龄差异。C.R.A.B.范式应运而生，通过游戏化设计同步评估Brass和Haggard提出的三类决策："做什么"（what）、"何时做"（when）和"是否做"（whether）。

方法

C.R.A.B.游戏设计

实验采用"螃蟹捉迷藏"游戏：参与者操控红色螃蟹（actor-crab）沿三条路径寻找橙色螃蟹（hider-crab）。根据难度分为：

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  简单任务：目标位置全程可见，决策即刻完成

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  中等任务：目标会随机跳跃（最多3次），需持续注意

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  困难任务：目标全程隐藏，依赖自发决策

技术实现

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  64导联脑电（EEG）记录，Cz电极参考

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  独立成分分析（ICA）去除眼动伪迹

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  eLORETA溯源分析定位皮层活动

结果

行为数据

成功率呈现梯度差异：简单任务100%，中等任务71%（±9），困难任务49%（±11）。

RP波形特征

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  时空模式：中等和困难任务呈现典型RP负向漂移（Cz电极），简单任务无此特征（图3）

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  起始时间：中等任务RP起始最早（AUC分析显示与简单任务差异显著，p=0.003）

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  注意调控：中等任务诱发最强前额叶不对称激活（图5），反映持续注意需求

决策机制

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  按键与非按键试次的RP波形无差异，支持Schurger的证据累积模型

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  困难任务激活更多额叶区域，提示内源性决策依赖不同神经回路

讨论

该范式成功区分三类决策的神经表征：简单任务反映快速阈值跨越，中等任务体现注意依赖的证据累积，困难任务可能涉及呼吸/心跳等内感受信号。相较于传统自定节奏运动任务（如Libet范式），其优势在于：

1. 1.

   通过游戏叙事降低儿童参与门槛

2. 2.

   分离运动规划与决策成分

3. 3.

   可调整参数研究动机、时间压力等因素

局限与展望

当前设计难以完全解耦三类决策成分，未来可通过以下改进：

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  引入呼吸监测验证内感受影响

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  扩展至自闭症、运动障碍儿童群体

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  优化脑机接口的RP特征提取

结论

C.R.A.B.范式为RP研究提供标准化工具，特别适用于发育性研究。其游戏化设计突破年龄限制，未来可应用于脑机接口开发和神经发育障碍的早期识别。