恐懼面孔加工的腦機(jī)制——基于大腦結(jié)構(gòu)和功能連接的研究.pdf

1、面孔加工承載著各種情緒性和社會性信息，一直以來受到研究者們的廣泛關(guān)注和深入研究。恐懼的情緒面孔在社會性信息中表征著潛在的威脅性信息，因為個體對周圍環(huán)境表現(xiàn)出恐懼時才會出現(xiàn)恐懼的情緒面孔。從進(jìn)化的角度來看，對威脅性信息快速有效地識別和反應(yīng)是個體生存的重要技能。不同的個體表現(xiàn)出對恐懼面孔的敏感性的差異，這主要表現(xiàn)在個體對恐懼面孔的反應(yīng)速度上。盡管面孔加工一直是研究者們關(guān)注的重點領(lǐng)域，然而這種恐懼面孔敏感性的個體差異的大腦機(jī)制是什么仍然沒有得

2、到很好的解答。大腦的什么特質(zhì)導(dǎo)致了個體在恐懼面孔加工方面的差異以及哪些腦區(qū)之間的相互作用可能與此有關(guān)？近年來迅速發(fā)展起來的神經(jīng)影像學(xué)技術(shù)給我們提供了新的途徑讓我們能夠?qū)Υ诉M(jìn)行更加深入的探究。傳統(tǒng)的心理學(xué)家們曾使用多種研究范式對恐懼面孔的加工進(jìn)行了探索，其中視覺搜索范式是比較常見的一種實驗范式。視覺搜索研究范式要求被試在多個刺激物中尋找特定的目標(biāo)刺激，并設(shè)置不同的刺激物數(shù)量，以得到隨著刺激物數(shù)目增多被試反應(yīng)時的斜率函數(shù)，通過對斜率的比較來

3、推斷個體對不同目標(biāo)刺激加工的不同特點。前人研究通常發(fā)現(xiàn)個體對表征威脅性信息的面孔的加工要快于對其他種類面孔的加工。
　　本研究目標(biāo)在于探索恐懼面孔加工的大腦神經(jīng)機(jī)制，研究一結(jié)合視覺搜索范式和磁共振成像技術(shù)，使用行為實驗、結(jié)構(gòu)性核磁共振成像研究恐懼面孔加工的個體差異怎樣受到個體腦結(jié)構(gòu)的影響、以及腦區(qū)間的靜息態(tài)功能連接與恐懼面孔加工的個體差異之間的關(guān)系，研究二使用經(jīng)典的恐懼面孔加工匹配范式和基于血氧水平的功能性核磁共振成像，來探索當(dāng)個

4、體在完成恐懼面孔加工任務(wù)時大腦中腦區(qū)之間的相互作用怎樣影響個體對恐懼面孔的加工。具體說來，在研究一中，我們主要是為了探究恐懼面孔敏感性的個體差異的大腦結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，以及其靜息態(tài)功能連接之間的關(guān)系。研究使用了視覺搜索范式，要求被試完成一個恐懼面孔視覺搜索的行為任務(wù)并且進(jìn)行結(jié)構(gòu)性和靜息態(tài)的核磁共振成像掃描。行為實驗的目標(biāo)刺激包括恐懼面孔和中性的性別面孔，刺激的數(shù)目包括三種設(shè)置，即2張、4張和8張面孔刺激。被試需要在面孔刺激中判斷是否存在目標(biāo)面孔

5、，并盡快做出反應(yīng)。其中，當(dāng)目標(biāo)刺激分別是恐懼面孔和中性面孔時分心物刺激均為中性面孔，用以比較不同的個體在相同的面孔刺激圖片當(dāng)中搜索恐懼情緒面孔和中性面孔的速度差異。行為實驗的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在所有不同的面孔刺激數(shù)目條件下，被試搜索恐懼面孔的速度均顯著快于對中性面孔搜索的速度，并且，被試搜索恐懼面孔的反應(yīng)時的擬合直線的斜率要顯著小于中性面孔搜索的反應(yīng)時的擬合直線的斜率。這與前人關(guān)于恐懼面孔加工的研究結(jié)論相一致。之后將搜索恐懼面孔和中性面孔的

6、反應(yīng)時擬合直線的斜率差計算出來作為每個個體對恐懼面孔的敏感性的指標(biāo)，與被試的腦結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)相結(jié)合進(jìn)行分析以找出與恐懼面孔加工敏感性相關(guān)的腦區(qū)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，左側(cè)梭狀回的一個團(tuán)塊與被試的恐懼面孔敏感性顯著相關(guān)。接下來以這個團(tuán)塊所在的位置作為感興趣區(qū)，計算靜息狀態(tài)下這個區(qū)域與大腦其他區(qū)域的功能連接，并與恐懼面孔敏感性計算相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明，左側(cè)腹內(nèi)側(cè)前額葉與右側(cè)頂下小葉與左側(cè)梭狀回的功能連接與恐懼面孔敏感性顯著相關(guān)。這表明，負(fù)責(zé)面孔加工的左側(cè)梭狀回

7、可能在恐懼面孔加工敏感性的個體差異中起到關(guān)鍵的作用，并且它與腹內(nèi)側(cè)前額葉和頂下小葉之間的相互作用對恐懼面孔加工的效率有重要影響。在研究二中，使用經(jīng)典的面孔識別任務(wù)，要求被試在核磁共振儀中完成實驗，判斷在屏幕下方呈現(xiàn)的兩張面孔哪一張與呈現(xiàn)在上方的恐懼面孔是同樣的，同時對被試的大腦各個區(qū)域的活動水平進(jìn)行記錄，以探究個體在對恐懼面孔進(jìn)行加工時不同腦區(qū)的功能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，被試在進(jìn)行恐懼面孔加工時大腦左側(cè)和右側(cè)梭狀回以及邊緣系統(tǒng)的一些腦區(qū)包括杏仁核

8、都表現(xiàn)出強(qiáng)烈的激活。心理生理交互分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，左右側(cè)梭狀回區(qū)域與大腦其他區(qū)域的功能連接既有相似的成分，又有各自的不同的特點，并且右側(cè)梭狀回與更多的腦區(qū)表現(xiàn)出功能上的耦合。這表明，左側(cè)和右側(cè)梭狀回區(qū)域都參與到恐懼面孔的加工，并且都會與其他腦區(qū)表現(xiàn)出協(xié)同作用，但兩者在恐懼面孔加工中可能有一些不同功能。綜合研究一和研究二的數(shù)據(jù)分析結(jié)果我們認(rèn)為，恐懼面孔的加工需要調(diào)動視覺面孔加工區(qū)域和其他相關(guān)大腦功能網(wǎng)絡(luò)的作用，并且兩側(cè)面孔梭狀回中左側(cè)梭狀回可