情绪的FMRI研究综述.doc

情绪的fMRI研究进展耿芊（北京体育大学 应用心理 0942019）1、 情绪概述1.1 情绪的概念情绪是人类非常重要的一种心理现象，是人对客观事物的态度体验及相应的行为反应。情绪主要包括主观体验、外部表现和生理唤醒三个成分。其中生理唤醒即情绪产生的生理反应涉及了广泛的神经结构，不仅包括中枢神经系统、外周神经系统还包括内外分泌系统。具有非常复杂的神经生理基础。并且不同的情绪、情感的生理反应模式是不同的。情绪还具有很强的主观性、动态性、多成分等特征。基本情绪论认为情绪在发生上有原型即存在着数种跨文化的基本情绪类型，每种情绪类型各有其独特的体验特征、生理唤醒模式和外显模式，其不同形式的组合形成了所有的人类情绪 (EKman, 1999)。Ekman的许多开创性的研究为基本情绪理论奠定了基础。对于有哪些基本情绪则有不同看法。模式分类分析显示除了厌恶以外不同情绪类型都显示了特定的自主神经活动模式。但是，并没有足够证据证明个基本情绪具有各自不同的神经生理机制。对于面部表情识别来说，其识别的基础也并不是基本情绪类型，而是面部表情在情绪体验的双极维度上的位置，或者是面部表情诱发的行为预备模式等 (罗跃嘉 & 吴建辉, 2005)。维度理论认为几个维度组成的空间包括人类所有的情绪。维度论把不同的情绪看作是逐渐的、平稳的转变，不同情绪之间的相似性和差异性是根据彼此在维度空间中的距离来显示的 (王亚鹏 & 董奇, 2006)。维度模式常为两个维度组成：效价或者愉快度，其理论基础是正负情绪的分离激活；唤醒度或者激活度，至于感情状态系相联系的集体能量激活的程度，唤醒的作用是调动集体的技能，为行动做准备。目前的研究大多是以情绪的维度理论为基础的。1.2 FMRI在情绪研究中的应用功能磁共振(functional magnetic resonance imaging，fMRI)是一种无创性、可重复解剖图像和功能图像结合较好的临床影像学技术。近10年在许多领域得到广泛应用，包括对脑功能的探索，尤其在探测脑的语言功能方面取得了一些令人瞩目的成果。fMRI的优点在于不仅应用安全，时间和空间分辨率高，而且成本较低，目前应用范围已超过正电子断层成像(positron emission tomography， PET)。后者为探测脑局部血流量改变及活性物质的代谢，需要静脉注射昂贵放射性同位素，需要特定的放射防护。所获得的图像空间分辨率只有48mm。而fMRI则不需要注射同位素，且分辨率高达lmm。fMR1的基本机理是检测大脑皮层血流动力应答过程的一过性磁场，即检测局部脑血流内去氧血红蛋白变化水平，这种反应叫做血氧水平依赖(blood oxygenation level dependant，BOLD)。脑成像技术fMRI具有高空间分辨率的特点，能够将各种心理活动的神经生理基础和各种脑功能区域划分出来。目前在fMRI研究中多采用Nback实验范式。其做法是在情绪状态下要求被试完成几组循环任务作业和再认作业。最后的差异信号来自于进行任务作业是的信号减去进行再认作业是的信号。1.3 情绪加工的脑机制脑成像研究证实了正性和负性情绪的分离，即两者各自具有特定的大脑功能系统，分别与左半球和右半球活动相联系，或者说分别是左半球和右半球优势。但是也有一些研究却并没有得到类似结果,这么研究者认为并没有充分和一致的实验证据支持正负情绪加工的半球差异，情绪活动半球差异是很复杂的，并且具有很大的区域特殊性 (Phan, Wager, & Taylor, 2002)。在不同的情绪的效价载荷的方面，有研究显示积极情绪激活了丘脑、视丘下部、中脑、前额叶(BA9)以及尾状核前部。此外消极情绪也激活了杏仁核、海马、旁海马回(BA28)、枕颞皮层(V37)及小脑。这和以前有关情绪的脑成像的研究结果是一致的。 Paradiso等的研究结果发现相对于消极情绪，被试在加工积极情绪时激活了颢叶内侧fBAS)、背外测皮层(BA9，10)P2及眶回附近的大脑皮层(BA11)。而在Lalle等的研究中则没有出现这样的结果。这些结果似乎显示外显的情绪加工比内隐的情绪加工要求更多的脑区的卷入 (郭卉 & 李琳, 2010)。不同的面部表情是由不同的神经通道负责加工的。杏仁核，尤其是左侧杏仁核与恐惧的面部表情的加工有关，前脑岛和壳核与厌恶的面部表情的识别有关，而前扣带回和额叶的被测则在愤怒的表情加工中起主导作用 (S & R, 2002)。2、 情绪的fMRI研究成果2.1 fMRI与情绪认知情绪是人类的高级认知功能。对人类情绪认知的研究模式主要建立在认知心理学实验模式基础上。有研究者以Stroop实验为范式，发现负性语言任务激活的区域较正性语言任务激活的区域广泛。负性任务趋向于双侧激活，主要激活了双侧额上回，额中回，中央前回，顶上小叶，颞上回，颞中回；正性语言任务主要激活了左侧额上回，中央前回顶上小叶颞上回颞下回及小脑。负性语言任务还见到扣带前回、杏仁体、丘脑、尾状核头及胼胝体的激活。正性语言任务及负性语言任务可见到枕叶的双侧激活 (牟君, 谢鹏, 杨泽松, 吕发金, 李勇, & 罗天友, 2006)。总体来说，情感的处理具有偏侧性。负性情感更易被诱发。井伴随更多的脑区被激活。枕叶可能参与情感处理。当代情绪心理学家将情绪按照几种方式划分，其中维度模型法(dimensional mode1)最常用于脑功能成像研究，该模型将不同情绪按照两个维度唤醒度和情绪效价进行划分。KensingerL提出了情绪记忆的“双通路模型”假设，该假设认为：高唤醒度的情绪信息加工主要依靠杏仁核海马网络；低唤醒度情绪信息主要依靠额叶海马网络。王海宝等通过fMRI检测参与情绪性图片编码加工相应激活脑区，探讨不同唤醒度的情绪图片加工所涉及的特异性神经机制，发现高唤醒度主要激活杏仁核、海马、前额眶回和扣带回，而中唤醒度主要激活颞中回、前额背外侧、海马、额上回和枕部皮层 (王海宝, 谌业荣, 余永强, 张诚, 赵本胜, & 张达人, 2007)。不同唤醒度情绪加工涉及不同的神经通路，杏仁核和前额叶不同亚区与情绪的唤醒程度有关，这进一步验证了双通道假设。2.2 fMRI与病态情绪加工近年来一些研究者发现在情绪加工过程中存在大脑功能活动差异。李丽等运用功能磁共振成像(fMRI)技术，采用适合中国人情绪加工特点的表情图片(愉快、悲伤和中性表情)作为刺激材料，选取15名严格入组的未服药单相抑郁症女性患者与15名条件匹配的正常志愿者，对其情绪加工的大脑活动进行了对比研究。结果发现，与中性表情相比，在加工愉快表情时，抑郁症患者激活了右侧前额叶，而正常对照组激活的是左侧前额叶；在悲伤表情条件下，抑郁症患者激活了双侧颞下回，而正常对照组激活的是双侧前额叶。研究表明单相抑郁症病人不仅在情绪加工相关脑区的功能上出现异常，而且加工情绪的脑区也可能出现了转移 (李丽, 丁妮, 梅磊磊, 薛峰, & 董奇)。2.3 fMRI与情绪的面部表情加工精神分裂症在语言、社会交往、思维和情感各方面都表现出一定的损伤。许多研究发现，精神分裂症在情绪的面部表情加工上也存在损伤。Kosaka等采用fMRI技术，检验了精神分裂症病面孔再认中杏仁核的特异性反应。成像实验任务要求被试观看情绪面孔（包括高兴，或生气、厌恶、难过）和中性面孔，呈现3ms，然后判断哪个面孔更情绪化。在判断准确性上，病人和正常被试之间没有显著差异。正性情绪面孔激活精神分裂症和正常人的双侧杏仁核，而精神分裂症的右侧杏仁核激活更加明显。负性情绪面孔辨别激活了精神分裂症的双侧杏仁核，而正常人只激活了右侧杏仁核。研究者认为这种过度的杏仁核激活可能反映了精神分裂症对面孔情绪加工损伤的感觉输入门控特征。Gur等在对精神分裂症面部情绪加工的fMRI研究中，检验了边缘系统激活减少是否与面孔刺激的情绪效价（指的是正性vs负性情绪）判断有关。研究发现精神分裂症在面部情绪加工中不能激活边缘系统区域，在从正性面部情绪中区别出负性情绪时，表现出左侧杏仁核和双侧海马的激活减少。说明精神分裂症在完成这种任务时，有关神经通路没有充分激活，但这不影响简单效价辨别任务（simple valence discrimination task）的成绩，推测它可能引起更有挑战性的情绪辨别任务的困难。在情绪效价（valence）辨别任务中海马区域的激活可能与记忆助长（memory facilitation）有关，而病人不能激活海马，从假设上来看可能导致记忆缺损，从而引起情绪辨别任务困难 (莫书亮 & 陈楚侨, 2008)。上述研究表明，与正常被试相比，过度的杏仁核激活，在对负性面部表情加工中左侧杏仁核和双侧海马激活减少，可能与情绪面部表情加工障碍有关。3、 小结虽然人类情绪产生和加工的脑功能机制仍然不清楚但是功能核磁共振成像(functional Magnetic Resonance Image fMRI)技术为情感障碍的神经解剖基础及功能机制的研究提供了新的途径。近年来fMRI在情绪研究上的应用带来了丰硕的研究成果，研究者们对情绪的神经机制更加地了解。但是我们发现在一些研究中依然存在很多问题，例如：在情绪的加工研究中，研究所用材料大多是从面部表情库中提取的几种基本情绪状态或自制的人物情绪面部表情，方法的差异也较大，这就要求研究者考虑其效度和结果的可比性，另外，采用元分析方法来进行研究，可能会发现比较一致的结果。有研究者发现面部情绪表情的知觉和表达之间的可能存在着分离现象，那么在社会交往情境中研究绪面孔表情知觉，有可能更好地解决生态学效度问题。脑的功能异常复杂，这是大家公认的，很多问题现在，甚至许多年以后还无法研究清楚，还需要进一步研究。这需要多学科的研究者加强合作，共同努力，心理学、脑科学、影像医学等做出应有的贡献。参考文献EKman. (1999). P H andbook of Cognition and Emotion. In W. John, & Sons (Eds.). U.K: Susse.Phan, L. K., Wager, D. T., & Taylor, F. S. (2002). Functional Neu2roanatomy of Emotion ：A Meta Analysis of Emotion Act invation Studies in PET and fMRI. Neuroimag , 16, pp. 331-348.S, B., & R, J. B. (2002). Emotions：From neuropsychology to functional imaging. International Journal of Psycholog , 37, pp. 193-203.郭卉, & 李琳. (2010). 情绪的神经生物研究. SCIENCETECHNOLOGYINFORMATION , 19.李丽, 丁妮, 梅磊磊, 薛峰, & 董奇. 基于功能磁共振成像方法的单相抑郁症情绪的加工特点研究. 首都医科大学附属北京友谊医院；北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室, 北京.罗跃嘉, & 吴建辉. (2005). 情绪的心里控制与认知研究策略. 西南师范大学学报：人文社会科学版 , 31（2）, pp. 26-29.莫书亮, & 陈楚侨. (2008). 精神分裂症对情绪的面部表情加工及其神经机制. 心理科学进展 , 16（2）, pp. 266-273.牟君, 谢鹏, 杨泽松, 吕发金, 李勇, & 罗天友. (2006). 情感语言语境联想刺激模式的fMRI研究. Chinese Journal of Clinical Psychology , 1（14）, pp. 100-103.王海宝, 谌业荣, 余永强, 张诚, 赵本胜, & 张达人. (2007). 情绪加工中唤醒度的作用功能磁共振成像研究. 中国医学影像技术 , 10（23）, pp. 1425-1429.王亚鹏, & 董奇. (2006). 情绪加工的闹机制研究及其现状. 心理科学 , 29（6）, pp. 1512-1514.