陈楚侨课题组

发布日期:2017-01-23 来源:本站

一、发现高分裂型特质个体已经表现出皮层纹状体功能连接异常

分裂型特质指与精神分裂症病理学相关的高危特质。社会快感缺失(即在人际交往中的愉快体验的降低)是分裂型特质之一,有研究发现社会快感缺失可以有效预测精神疾病的发生。但目前的研究大多仍局限于行为学研究,较少在脑结构和功能方面的证据。

中国科学院心理健康重点实验室陈楚侨课题组率先启动了我国大陆第一个探讨分裂型特质个体的行为和神经机制的大范围纵向追踪研究。该项目以识别精神疾病的风险和保护因素、未来实现即时有效的管理和干预为目标。通过静息态脑影像数据,比较了高社会快感缺失个体与对照组的皮层纹状体功能连接,并探讨了情绪加工与其之间的关系。 结果显示,与对照组相比,高社会快感缺失个体表现出腹侧纹状体与前扣带皮层、脑岛、背侧纹状体与运动皮层之间的功能连接增强;而背侧纹状体与后扣带皮层的功能连接降低。同时,研究还发现腹侧纹状体和前额叶皮层之间的功能连接与期待型愉快体验和情绪表达抑制有关。 本研究提示分裂型特质,特别是社会快感缺失可能与奖赏系统功能连接的早期改变有关。未来在高危群体和首发精神分裂症患者中的研究能够为我们更好地理解精神疾病的发生发展提供证据。


二、发现首发精神分裂症患者存在情绪和动机的分离

在普通人群中情绪和动机是有关联的——我们会趋近那些会让我们体验到快乐情绪的事物而回避那些让我们感到痛苦的事物。以前在慢性精神分裂症患者中的研究表明患者的这种情绪和动机的关联可能出现异常。比如,患者不会努力去获取那些能够诱发他们愉快情绪的事物。这种现象对应着精神分裂症患者的一个核心阴性症状,即意志减退(avolition)。但是以前的研究大多以长期服药的慢性精神分裂症患者作为研究对象,结果可能受到病程和药物的影响。

中国科学院心理健康重点实验室的陈楚侨课题组与香港青山医院的吕世裕博士等合作在首发精神分裂症患者中进行了探讨。被试首先观看一系列从国际情绪图片库中挑选的情绪图片,并对这些图片所诱发的情绪的效价和唤醒度进行评分。此外,被试还可以通过按键速度来改变当下的图片呈现的时间以及图片再次出现的概率。同时测量了被试的工作记忆能力。结果发现首发精神分裂症患者对于图片的情绪效价和唤醒度的评分和健康对照没有差异,但是患者在通过按键来改变图片呈现的时间和再次出现的概率上的动机较健康对照弱。而且,这种情绪和动机的分离程度受到工作记忆能力的调节:工作记忆存在缺损的首发精神分裂症患者动机和情绪的分离最严重。该发现表明慢性精神分裂症患者中出现的情绪和动机的分离并非源于药物或者病程的影响,同时也发现认知能力对这种分离有调节作用。


三、发现有明显阴性症状的精神分裂症患者动机缺乏与愉快体验的关系

快感缺乏指无法体验到愉快的感觉或者愉快体验能力降低,是精神分裂症患者的核心阴性症状。现在较多文献从考察单一的愉快体验能力的降低转为同时考察动机与愉快体验的缺损。在奖赏决策的加工过程中,动机缺乏被认为是在追寻潜在奖赏时通过分配努力来取得最大化奖赏的目标导向行为的缺乏。然而,有明显阴性症状的精神分裂症患者在这个过程中到底是无法体验到奖赏带来的愉快情绪,还是奖赏追寻的动机本身就缺乏还不清楚。   

中国科学院心理健康重点实验室黄佳博士与陈楚侨研究员发展了一种新型的基于努力的愉快体验任务(Effort-based pleasure experience taskE-pet),用来考察奖赏动机和愉快体验的缺损是否同时存在于阴性症状明显的精神分裂症患者。实验招募了有明显阴性症状的精神分裂症患者,没有明显阴性症状的精神分裂症患者和健康对照组。任务要求被试基于一定的概率和奖赏金额来对做一个“困难握力任务”还是一个“简单握力任务”做出决策。结果显示,与健康对照组相比,有明显阴性症状的精神分裂症患者更少选择困难握力任务(因为这所耗费的努力大)。该研究进一步发现,当奖赏金额和所估计的奖赏价值(奖赏金额X概率)提高的时候,有明显阴性症状的精神分裂症患者没有增加他们对困难任务的选择次数。更重要的是,与健康对照组相比,即使奖赏金额或者概率增加了,有明显阴性症状的精神分裂症患者更少有期待型愉快体验。而在没有明显阴性症状的患者和健康对照组之间没有显著差别。然而,无论有没有明显的阴性症状,精神分裂症患者的消费型愉快体验都没有受损。该研究表明,有明显阴性症状的精神分裂症患者在为奖赏最大化分配努力的决策过程和期待型愉快体验方面都是受损的。

 

四、发现分裂型特质个体的脑结构和脑功能连接异常

分裂型特质指一些比较稳定的、与精神分裂症倾向相关的外在表现。研究发现,高分裂型特质个体表现出与精神分裂症患者相似但是程度上较轻的功能异常,包括认知和知觉、情绪加工以及脑结构和脑功能等方面。然而以往研究较少关注高分裂型特质个体的脑结构和脑功能连接异常。

中国科学院心理健康重点实验室陈楚侨课题组通过结合脑结构和静息态功能影像数据考察了高分裂型特质个体的大脑改变。结果发现,高分裂型特质组表现出脑岛、背外侧前额叶等区域的灰质密度降低;进一步以灰质异常脑区为感兴趣区进行静息态功能连接分析,发现高分裂型特质组左半球脑岛与壳核的功能连接减弱,而额中回与小脑之间的连接增强。研究还采用基于图论的方法分析静息态脑网络属性并识别网络中心节点,结果发现与对照组相比,高分裂型特质组在脑网络属性上没有表现出异常,但是在额叶识别出更多的中心节点。本研究提示高分裂型特质个体的大脑结构(灰质)和静息态脑功能连接方面已经表现出异常,特别是在额叶区域。


五、发现社会快感缺失个体加工社会奖励与金钱奖励的差异

快感缺失是神经精神疾病发病的易感因素。以往对于临床及非临床群体快感缺失的研究大多关注金钱性质的奖励,较少涉及情感及社会性的奖励。

中国科学院心理健康重点实验室神陈楚侨课题组在先前的研究中已经证实社会快感缺失人群表现出特异于社会情绪信息加工的缺损,而金钱奖励加工则相对正常。基于已有研究,陈楚侨课题组探讨了社会快感缺失个体在加工金钱奖励与情绪奖励的愉快体验在神经机制上的异同。被试在实验中完成了金钱奖励延迟任务与情绪图片延迟任务。结果发现在期待阶段,金钱刺激有效激活了腹侧纹状体,而情绪刺激则没有相关激活。在消费阶段,金钱刺激激活了内侧前额叶,而情绪刺激则激活了前额叶与背侧边缘系统。同时,研究还发现了社会快感缺失个体在对情绪奖励的期待阶段,左侧丘脑枕、左侧屏状核与左侧脑岛都相较于低分组激活减弱。该研究结果证明加工情绪刺激与金钱刺激具有各自独立的神经激活。尤为重要的是相较于金钱延迟奖励任务,情绪图片延迟任务在区分社会快感缺失个体与正常人群上具有一定的特异性。


六、眶额叶皮层的神经活动模式和奖赏期待与反馈时的价值加工过程有关

眶额叶皮层一直以来都被认为在决策和价值计算的过程中扮演着十分重要的角色。而眶额叶皮层是一个非常复杂的大脑结构。而且,不同奖赏价值在不同区域的功能活动表现各不相同,这意味着需要通过多体素的神经活动模式分析才能正确反映眶额叶皮层的功能活动。而目前传统的单体素信号分析手段无法检测到多体素的功能活动模式。

中国科学院心理健康重点实验室陈楚侨课题组通过与来自剑桥大学和明尼苏达大学的团队合作,利用表征相似性分析(representational similarity analysis, RSA)特别探讨了眶额叶皮层的多体素神经活动模式是否和奖赏期待与反馈时的价值加工过程有关。被试在完成金钱奖励延迟任务的同时进行磁共振扫描。研究发现,传统的信号分析手段并未发现眶额叶皮层对金钱奖赏的期待或者反馈有显著的信号变化。然而,RSA的结果显示,眶额叶皮层在奖赏反馈获取时,主要负责额度以及效价(输赢)的奖赏信息的编码,而外侧眶额叶皮层主要负责损失的奖赏信息的编码。另一方面,无论是否需要动机行为的参与,在期待奖赏时,眶额叶皮层都表现出与腹侧纹状体及前脑岛相类似的多体素神经活动模式。类似的,在获得反馈时,眶额叶皮层表现出与腹侧纹状体和内侧前额叶相近的多体素神经活动模式。该研究清楚地表明在奖赏反馈获取时,眶额叶皮层不仅可以编码效价信息,同时也编码额度信息,为我们更好地理解眶额叶皮层在金钱奖赏价值编码中的作用奠定了重要基础。这些发现对理解精神疾病患者的愉快情绪加工以及价值计算的功能异常有着重要的意义。