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内侧前额叶皮质研究的新趋向

2013-04-12郑江翠

湖北工程学院学报 2013年3期
关键词:杏仁核前额皮层

郑江翠

(福建师范大学 心理学系,福建 福州350007)

大脑前额叶是位于灵长类动物和人类大脑半球额部的一块皮层,这块皮层和灵长类高度发达的智力有明显的关系,被称为“脑中之脑”。从系统发育上,人们已经知道前额叶占大脑皮质总表面积的比例是随动物的进化程度而逐渐增加的。在食肉动物中,前额叶的面积仅占皮层表面积的5%~7%;在黑猩猩,面积增加到17%左右。到了现代人类,其面积增加到33%。在个体发育中,前额叶成熟也是最晚的,要到25岁后才完成[1]。

具体说来,前额叶皮层是指额叶中央前回和中央旁小叶以前的广大皮层,既包括半球的背外侧面,又包括其内侧面和眶面,具有丰富的皮层间和皮层下交互纤维联系。前额叶在人的注意力、排除干扰能力、思维、逻辑推理、行为计划、组织、工作记忆等高级认知功能中起重要作用。

但随着神经成像技术的应用,研究者对前额叶皮层有了更为深入的了解和发现,逐渐将其分为更为细小的子区,以便确认其在参与不同的心理活动时的作用。通过研究,学者们将内侧前额叶(MPFC)进一步划分为背侧前额叶(DMPFC)和腹内侧前额叶(VMPFC)。本文主要论述的是有关腹内侧前额叶皮层(VMPFC)在自我、信任与怀疑、相关的情绪障碍等领域的最新研究进展。

1 VMPFC参与自我加工相关的活动

自我作为人格的核心成分是心理学家关注的重要领域,认知神经科学的发展推进了人们对自我的认识。关于自我神经基础的探讨常常基于自我相关加工,研究表明内侧前额叶皮质几乎参与了所有与自我有关的加工。Amodio和Frith的研究表明,内侧前额叶皮质和后扣带回皮质同时参与了自我评价和自我知识(self-knowledge)的加工[2];Rameson等的研究同样发现了内侧前额叶皮质参与到内隐和外显自我信息的加工[3]。

随着研究的不断进行,研究者发现内侧前额叶皮质不同的次成分:腹内侧前额叶皮质(VMPFC)和背内侧前额叶皮质(DMPFC)在与自我相关加工中功能各有侧重。

Schmitz和Johnson基于正常人的研究认为,腹内侧前额叶皮质及周边系统主要参与包含外部刺激在内的自我相关加工,背内侧前额叶皮质及周边系统发挥着认知控制的功能[4]。

自我-他人表征是自我在与他人交往时所形成的自我概念,是广义自我概念的重要成分。认知神经研究发现,自我-他人既有共享又有相异的神经表征,在不同条件下体现为不同的表征方式,其影响因素主要有三个:情感的(在人际背景中基于熟悉性)、认知的(在人际背景中基于自我分类)和文化的(独立性-相依性自我解释)[5-7]。脑成像研究的分析发现,自我他人-表征的情感性、认知性和文化性因素均调节内侧前额叶皮质及其次成分的活动[8]。

2 VMPFC参与信任、怀疑加工机制的研究

关于老年人容易上当受骗的报告促进了对于与信任相关的脑神经机制的研究。Denburg等的研究表明那些容易上当受骗的老年人的前额叶(PFC)可能受到不同程度的损伤[9]。与大脑的其它部位相比,老年人的前额叶的完整性有所降低。但是关于前额叶受损如何导致个体容易受误导性信息的影响仍不清楚。为了弄清这一问题,Asp和Tranel在神经解剖的基础上提出了关于信任和怀疑加工过程的观点,即“错误标记理论”[10]。这个理论的主要观点如下:1)信任加工发生在两个阶段:心理表征阶段和心理评估阶段;2)人们本能的相信呈现的信息,但通过随后的心理加工(心理评估)就会得出相信和怀疑的结论;3)对于首次呈现信息的心理表征必须被“标记”,这些“标记”会表明某些错误的观点,进而导致怀疑的产生;4)在评估信任的构成时,前额叶对于虚假的标记是十分必要的;5)这些错误标记是有影响力的,类似于Damasio提出的“体细胞标记假说”(somatic maker hypothesis)[11]。

“错误标记理论”认为前额叶提供了单一的功能,并且多种通道都可以使用。然而,前额叶的特定区域在某些通道中更有可能出现错误标记。Asp等提出了内侧前额叶(VMPFC)对于某些认知类信息的表征容易出现错误标记起关键作用的观点,并设计实验证明了他的观点。

Asp设计了3×2的实验。自变量1为:广告类型,分别为:欺骗——修正类广告(3条),欺骗——未修正类广告(3条)。自变量2为:被试,分别为:VMPFC受损的病人共18人,非PFC受损且受损部位的病人21人,正常健康被试10名。因变量有两个,分别为:1)被试对两类广告的信任值;2)被试对两类广告中商品的购买意愿,用从1到7的数字表示其信任度以及购买意愿。研究结果发现:相对于其他两组被试,腹内侧前额叶受损的病人更容易相信误导性广告,并表现出更高的购买意图。脑部其他部位受损伤的病人并没有表现出类似于VMPFC损伤病人的结果,表明其他脑区的受损(排除VMPFC)并不会单独的对信任与怀疑的加工造成影响。对那些附有免责声明的广告(提示广告真实度值得怀疑,也就是欺骗——修正类广告),依然有相同的结果。也即,即使被告知这些广告有可能不是真实的,腹内侧前额叶受损的病人依然会倾向于相信这些广告并且有更强的购买意愿,这说明并不是缺少关于驳斥误导性信息的知识,而是对误导性信息产生怀疑的加工过程出现了障碍导致被试容易相信虚假广告。

这一实验结果同样支持了“错误标记理论”,该理论认为前额叶皮层在处理怀疑方面起着关键性作用,当前额叶的腹内侧部受到破坏时,会产生怀疑加工的赤字。Damsio研究发现VMPFC受损的病人通常容易相信满嘴胡话的推销员,且在金融投资风险中缺乏理性的思考[11]。总之,VMPFC受到损害将会导致“错误标记机制”(false tagging mechanism)的紊乱,而这个机制会导致对认知表征产生疑问和怀疑的态度。

3 VMPFC在情绪障碍和焦虑症中的作用

近些年神经影像学进行了大量关于情绪障碍和焦虑症的脑区异常部位的研究,试图确立造成这些情绪异常的脑神经定位,以便找到治疗抑郁症、焦虑症等疾病的有效方法。由于人类伦理性的要求,研究者多使用像老鼠和猴子这类脑发育程度较高的动物进行前沿方面的研究,关于VMPFC在情绪中的作用,最初探讨的是VMPFC损伤或暂时失活的猴子与恐惧之间的关系。

研究发现老鼠的内侧前额叶(medial PFC)可以分成两个区域:一部分是靠近内侧额叶的腹部,称为边缘下区(the infralimbic cortex,IL);另一个区域靠近老鼠内侧前额叶的背部,称为前边缘皮层(prelimbic cortex,PrL)。进一步的研究发现老鼠的边缘下区(IL)与人类脑部以及猴子的Brodmann的25分区有相类似的功能。而前边缘皮层(PrL)则对应于人类32分区中的两个不同的分区,称为32pl和32ac[12]。

研究发现老鼠前边缘皮层的活跃是条件性恐惧表达的基础,而边缘下区的激活导致了条件性恐惧的消失[12]。此外还发现边缘下区对恐惧性情绪的自上而下的加工机制,即边缘下区发送刺激信号到杏仁核中的一些间细胞,这些间细胞发送抑制性信号给杏仁核中的中央核,中央核的抑制导致与恐惧相关的行为减少。

这种通过VMPFC抑制杏仁核的中央核的输出被当作一个框架,当对某些情绪障碍或者焦虑障碍的神经成像进行分析时,通常使用这个框架进行解释,认为大部分的情绪问题以及焦虑都与边缘下区抑制杏仁核的中央核的产生有关。

Koenigs等发现VMPFC损伤的病人很少表现出抑郁的症状[13]。Scopinho等也发现使老鼠边缘下区短暂的失活,老鼠的抑郁症状有所减缓[14]。研究者同样采用这种机制解释焦虑症,认为焦虑的产生是由于VMPFC对杏仁核抑制失败导致的。

但是这种机制的普适性同样受到挑战,比如,在对创伤后应激障碍(PTSD)的研究中,部分结果表明是由于VMPFC未能控制杏仁核导致的,即PTSD患者VMPFC活动减少,杏仁核却极为活跃。然而至少有两个神经成像数据表明PTSD患者的VMPFC活动加强[15]。在对预期焦虑的神经成像数据研究时同样发现VMPFC活动减少[16]。总之,VPMF在杏仁核活动中所起的作用并未统一。有的研究结果认为VMPFC通过抑制杏仁核中的间细胞减少与压力相关的情绪和焦虑障碍,而有些研究结果表明VMPFC并未通过杏仁核增加其间细胞的输出导致情绪或焦虑障碍。因此需要更为清晰的机制模型来解释VMPFC在表达和控制某些情绪中的作用。

Myers-Schulz等更为详细地划分VMPFC为两个子区域,一个区域(Posterior vmPFC)位于VMPFC的后面,大致位于25和32pl,另外一个区域(Perigenual vmPFC)大致位于10m、10r以及32ac的腹侧。他发现位于后侧的区域更多地与消极情绪有关,而另外一个区域则与积极情绪有关。他关于抑郁症的研究发现重性抑郁患者的VMPFC后部的一些子区域激活,而前面区域的活动反而减少[17]。

通过对深度抑郁症的研究,发现了VMPFC前面和后面两个子区域截然相反的功能后,Myers-Schulz等进而提出是否可将这种不同的功能扩展到与情绪相关的一些障碍,并发现后面的子区域更多的与消极情绪有关如社交恐惧症、预期焦虑等,可推知这个区域的对情感的负面影响[17]。而VMPFC前面区域被证明更多地与积极情绪相关,如恐惧的消除、对有吸引力面孔的知觉等。

当然,Myers-Schulz等提出的这个观点只是众多的关于VMPFC与情绪之间关系的其中一个。未来还需要对VMPFC进行更为细致的划分,找到其在情绪障碍和焦虑症中的作用。

4 结语

关于腹内侧前额叶皮层在人类心理活动中的研究很多,例如在对道德判断的研究中,在“人行桥困境”中反对“推一救五”这种非功利性判断的主要神经基础是腹内侧前额叶(VMPFC),在编码和整合道德判断中,其代表一种情绪驱动过程[18]。Young和Saxe针对道德情境下个体对意图信息加工的神经机制进行了一系列研究,发现MPFC对行为者意图的效价(好-坏)较为敏感[19]。研究发现在没有呈现伤害性结果或者在面对伤害未遂的情况下,腹内侧前额叶受损的病人无法对他人的伤害意图进行正常的道德判断。在冲动性行为的表达研究中,结果发现老鼠的边缘下区(IL)的谷氨酸能以及基丁酸的释放与冲动性表达有关。此外,谷氨酸能的过多释放并不是NMDA受体产生拮抗作用导致的冲动行为增加的基础。

本文中呈现的关于腹内侧前额叶在各种心理认知活动中所起的作用并不是孤立的,而是更多的与脑区其他部分的联合作用。这样才能提供各种心理活动完整的神经机制,帮助我们更好地了解人类的大脑,并对人们的行为方式作出基础性的解释。

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