认知控制指的是根据当前的任务目标,大脑如何控制认知加工过程来灵活地调整行为以适应外在环境的变化。西蒙效应是探索认知控制的典型范式,指的是当刺激的位置与反应的位置一致时被试会比两者不一致时反应更快而且更准确。虽然刺激的空间位置与当前任务无关。但是,Hedge和Marsh在1975年发现这一效应依赖于任务的规则。即当被试根据刺激的颜色按相反的颜色按键时,这一效应可以被反转(不一致条件下比在一致条件下有更快的反应时)。已有研究发现在HM任务中反应按键标签由原来的物理颜色变为颜色色词时,也出现了西蒙效应及其反转。研究者认为可能的原因是概念上的维度重叠影响了任务无关维度自动激活的表征,进而影响了认知控制。然而,却没有研究提供直接的实验证据来证明这一假设。因此,我们设计了1个功能性磁共振成像实验检验了上述假设。实验中的反应按键表征为颜色、日语和俄语,我们招募了二组不同质的被试(普通大学生,日语专业的学生)。我们假设刺激-反应(S-R)联结从一个无意义的联结转变为一个有意义的SR联结(通过学习使得两者发生维度重叠)时,相关的S-R的维度重叠会调节认知控制(即规则主效应、正的西蒙效应和反转的产生)。而且习得的维度重叠会与认知控制神经网络有功能连接。结果发现当被试能够识别反应按键表征(日语专业被试做颜色和日语标签,普通组被试做颜色标签)时,调节了认知控制,但当被试不能够识别反应按键表征(日语专业被试做俄语反应标签,普通组被试做日语和俄语反应标签)时,则不会。此外,脑成像的结果显示,当被试能够识别反应按键表征时,不同颜色规则减去相同颜色规则,在背侧额顶区域(双侧上顶叶、双侧背侧前运动皮层、前辅助运动区/前扣带回和右侧背外侧前额叶)出现了更强的脑激活;更重要的是,上述激活的认知控制相关的脑区显示了颜色规则和空间一致性的交互作用:在相同颜色规则下不一致条件比一致条件有更强的激活,但是在不同颜色规则下有更弱的激活。说明上顶叶和背侧前运动皮层用来表征S-R联结,而前扣带回和背外侧前额叶负责监测并解决这些来自上顶叶和背侧前运动皮层的冲突。同时心理生理交互作用(PPI)分析结果发现语义信息会影响认知控制并且是通过布洛卡区这样言语产生与理解的高级认知加工脑区与认知控制相关脑区的功能连接实现的。上述行为和脑成像结果说明学习可以导致与任务相关的S-R联结发生维度重合,继而调节认知控制。