情绪大脑机制研究的进展

情绪大脑机制研究的进展

【摘要】文章综述情绪大脑机制研究的最新进展。情绪的脑机制——大脑回路，包括前额皮层、杏仁核、海马、前部扣带回、腹侧纹状体等。前额皮层中的不对称性与趋近和退缩系统有关，左前额皮层与趋近系统和积极感情有关，右前额皮层与消极感情和退缩有关。杏仁核易被消极的感情刺激所激活，尤其是恐惧。海马在情绪的背景调节中起着重要作用。前额皮层和杏仁核激活不对称性的个体差异是情绪个体差异的生理基础。情绪的中枢回路有可塑性。

【关键词】情绪前额皮层杏仁核海马

情绪是人脑的高级功能，保证着有机体的生存和适应，对个体的学习、记忆、决策有着重要的影响。情绪也是个体差异的来源，是许多个性特征和心理病理的关键成分。近年来，随着神经成像技术的快速发展，有以电信号为基础的方法（EEG、ERP），以功能成像为基础的方法（PET、fMRI），允许更准确地测量大脑的结构和机能。这些技术的发展，产生了当代情绪研究的前沿学科——感情神经科学(Affective neuroscience)。它是考察情绪和心境神经基础的生物行为科学的分支，与认知神经科学类似，但是集中在感情过程上[1]。20世纪80年代以来，大量研究表明，情绪是由大脑中的回路所控制的，它们整合加工情绪信息，产生情绪行为。

下面重点介绍人类情绪的中枢回路，情绪中枢回路的个体差异，以及情绪中枢回路的可塑性等方面研究的进展。.

1 情绪生理机制研究的历史背景

情绪心理学的现代理论开始于美国心理学家和哲学家James。他（1890）[2]提出“事件发生时的知觉导致身体变化，对身体变化的感觉就是情绪。”他的情绪理论可检验两个重要的成分。第一，对刺激的生理反应是情绪体验的前提。这一观点改变了20世纪情绪研究的进程，导致对不同情绪自主状态的研究。第二，在情绪体验中卷入的是感觉和运动皮层区域，没有大脑中枢。

Cannon（1927，1929）[2]对James的观点提出质疑，怀疑情绪没有大脑中枢这一观点。他提出，内脏器官对不同种类刺激的反应是不明确的，不能解释情绪体验中的快速变化。Cannon的两个实验研究表明，刺激内脏并不一定引起情绪状态质的变化；用外科手术分离内脏和中枢神经系统，情绪行为没有改变。

Cannon的观点激起研究者对情绪神经回路的研究。Papez（1937）[2]提出情绪回路包括下丘脑、前部丘脑核、海马和扣带回皮层。MacLean(1949,1952,1993) [2]提出边缘系统的概念，认为海马、杏仁核在情绪体验中起着极其重要的作用。Papez和MacLean的理论激励研究者寻找情绪的具体而复杂的神经回路。

同时，James的观点引起许多研究者试图揭示不同情绪状态的自主特殊性。特别是对一些消极情绪，如恐惧和愤怒的研究，一些证据支持这样的特殊性观点。然而，Schacter 等人(1962) [2]的一个实验表明唤起和认知结合起来是形成特定情绪的两个必要成分。

Levenson(1992) [2]综述了几个研究，表明自主神经系统差异主要针对消极情绪。在悲哀、愤怒和恐惧状态中可以看到心率加速，厌恶状态中可以看到心率减速。绝大多数研究者认为，外周自主变化太粗糙，不能决定情绪体验。

Lang（1995）[2]的研究表明图片诱发的积极和消极感情之间有自主神经系统差异。许多研究者[2]报告，感情强度的自我报告和自主输出的量之间有关系，尤其是皮肤电指标表现明显。

从外周对情绪进行区分的研究从来没有获得真正的进展，这使人们注意到中枢神经系统的重要性。LeDoux(1994) [2]提出区别情绪的位置在大脑而不是外周。

2 情绪的中枢回路

情绪由大脑中的一个回路所控制，包括前额皮层（prefrontal cortex, PFC）、杏仁核（amygdala）、海马(hippocampus)、前部扣带回(anterior cingulate cortex, ACC) 、腹侧纹状体(ventromedial striatum)等。它们整合加工情绪信息，产生情绪行为。

近年来，许多文献表明，有两个基本的情绪和动机系统或者积极和消极感情形式，分别是趋近和退缩[2]。Davidson等人（1999）[3]把趋近系统描述为促进欲求行为和产生特定的与趋近有关的积极感情类型，如愉快、兴趣等。退缩系统有利于有机体从厌恶刺激源撤退或者组织对威胁线索的适当反应，产生与撤退有关的消极情绪，如厌恶和恐惧等。各种证据表明，趋近和退缩系统是由部分独立的回路执行的。

2.1 前额皮层

动物和人类的大量资料显示PFC的各个部分与情绪有关。灵长类动物的PFC可分为3个子分区：背侧PFC (DLPFC)、腹内侧PFC(vmPFC)、眶额皮层(OFC)。而且，PFC的机能具有不对称性。左PFC与积极感情有关，右PFC与消极感情有关。有关研究来自于3个方面：

（1）PFC损伤病人的研究。比较左侧和右侧大脑损伤病人的心境，发现左侧损伤后出现抑郁症状[4]。左侧PFC损伤后抑郁症状加重的原因是，这一大脑区域参与积极感情回路，损伤后导致体验积极感情的能力缺失，这是抑郁的一种标志性特征。Morris等人(1996) [5]的研究(N=193)表明，只在单侧皮层小范围损伤的病人中，左PFC损伤和抑郁症状之间有关系。

（2）对正常人的研究。对正常人的研究与损伤证据获得的结果一致。Davidson及同事（1990）[6]报告，情绪电影诱发的厌恶和恐惧提高右侧前额和前部颞叶的激活，而诱发的积极感情引发相反的不对称激活模式。其他人获得了类似的研究结果。Sutton等人（1997）[7]用PET（正电子发射层析照相术）测量大脑的区域葡萄糖代谢，发现在消极感情产生期间，右侧的前眶额、下前、中、上前脑回中代谢率提高；积极感情的产生与前和后中央脑回中左侧代谢的提高有关。Beauregard(2001) [8]的研究表明，对消极图片的反应中，右前颞叶激活。

（3）对精神病人的研究。Davidson等人(2000) [9]在一个使用大脑电活动测量的研究中，发现当社交恐怖症者期待公开演说时，右侧前额激活显示出提高。Rauch等人(1997) [10] 考察了3个独立的焦虑障碍研究（服从－强迫障碍，单一恐怖症，创伤后的应激障碍），发现在实验诱发焦虑期间，右下PFC和右中央眶额PFC 都被强烈地激活。总之，上述研究表明左PFC与趋近系统和积极感情有关，右PFC与消极感情和退缩有关。

Miller和Cohen(2001) [11]在已有研究的基础上，提出了一个综合的前额机能理论，认为PFC维持对目标的表征和达到目标的方法。腹内侧PFC与对未来积极和消极感情后果的期待有关。Bechara等人(1994) [12]报告腹内侧PFC两侧损伤的病人在期待未来的积极和消极后果中有困难。这样的病人与控制组相比，在期待冒险选择中，表现出皮肤电活动水平的降低。

最近的神经成像和电生理研究表明，OFC和vmPFC对表征奖赏和惩罚尤其重要[13,14]。OFC的左侧中央区对奖赏敏感，侧面右侧区对惩罚敏感[14]。

2.2 杏仁核