情绪脑机制研究的历史与现状

情绪脑机制研究的历史与现状

积极情绪是与满足需求有关的感受或主观体验，主要包括幸福、满足、兴趣、爱、骄傲、感激和希望等。积极情绪在个体情绪调节和心理健康维护过程中扮演着重要角色。大量研究表明,积极情绪能拓宽注意范围,提高个体对积极事件的敏感性,降低消极情绪引发的情绪体验和生理唤醒,使个体身心处于和谐、安宁状态。近些年,国内积极情绪的研究日益受到重视,研究者对积极情绪和认知加工、人格培养、情绪调节和心理健康的关系,积极情绪的测量等方面问题作了广泛的讨论。当前,一些研究者不断拓宽研究视角,尝试考察积极情绪和相关的脑区活动模式的关系。本文试对积极情绪脑机制的研究历程和当前进展进行回顾和总结,以期为相关的研究服务。1积极情绪脑机制积极情绪脑机制的研究是一个不断深入的过程。最初,研究者主要考察脑的不同区域在情绪加工过程中的作用,没有对不同情绪脑机制进行分类研究。随着研究方法和技术的发展,人们认识到不同类型情绪加工脑区激活模式的不同,进而引发了对积极情绪脑机制的研究。因此,分析情绪脑机制的基本研究脉络,有助于进一步了解积极情绪的脑机制。1.1丘脑控制理论关于情绪的生理机制,James-Lang(1884)率先提出情绪外周调节理论,该理论强调外周神经系统在情绪加工中的支配作用。Cannon(1922)反对James-Lang的理论,认为情绪主要由丘脑控制和调节。在Cannon理论基础上,Papez(1937)提出,情绪由脑的神经通路所控制,即所谓的Papez环路。这一通路包括丘脑前核、扣带皮层、海马和乳头体。感觉信息从丘脑传递到扣带,再到海马,海马的信息经由穹窿传递到乳状体,再经由乳状体——丘脑通路传递到丘脑前核。Papez认为,情绪由情绪表现和情绪体验构成,它们分别受皮层和下丘脑控制。情绪表现依赖于下丘脑,情绪体验则受皮层的调制。Papez理论强调丘脑通路在情绪中的作用,然而这一回路的存在并没有得到科学研究的证实。1.2macren金融体制中心Papez之后,Maclean(1952)提出了情绪脑的概念。Maclean认为,情绪加工依赖于情绪脑。情绪脑即边缘系统,它位于更低级的爬行脑和更高级的新哺乳类脑(又称思维脑)之间。情绪脑分为三个亚功能区。第一个亚功能区与自我保护的情绪及行为相关;第二个亚功能区与种族延续的情感和行为相关;第三个亚功能区与母爱的情感和行为有关。第一和第二个亚功能区通过内侧前脑束与古爬行类脑相联系。通过这种联系,古爬行脑的活动受到来自边缘系统的情绪性输入控制。同时,这两个功能区的信号又投射到扣带回,使情感得以体验。扣带回又与思维脑相联系,使认知活动和情绪活动相互影响。Maclean强调海马在情绪脑中的整合作用,各种感觉输入经由海马整合得以引发情绪。Maclean的情绪脑理论提出了一个较为精细的情绪脑区网络,其情绪进化的思想以及情绪和生存、认知联系的观点也得到当代情绪神经心理学界的广泛认同。1.3丘脑—双通路理论情绪脑理论经由当代情绪心理学家的深入探索得到了进一步的完善。LeDoux(1996)对情绪脑的功能及联系作了全新的阐释,并对恐惧的神经回路作了精细的描述。LeDoux发现,在决定习得性恐惧反应的特异性方面,存在着两条输入通路。一条是丘脑——皮层通路,它又由“Where”和“What”通路构成。“Where”通路处理物体的位置和运动关系信息,经由枕叶至额叶;“What”通路处理物体的形状和颜色信息,经颞叶至额叶,同时也通向杏仁核和海马。丘脑——皮层通路是一条慢通路。另一条是丘脑——杏仁核通路,它是一条快捷通路,因为有这条通路,在丘脑—皮层通路被损毁后,也能引发恐惧反应。LeDoux通过实验证明,无论是本能的还是习得的恐惧都依赖杏仁核的活动。杏仁核将神经冲动传递到不同的系统。通过内侧前脑束,杏仁核与古老的爬行类脑发生联系;通过激活基底神经节和脑干核,杏仁核将神经冲动输入到思维脑;通过将神经冲动输入到思维脑,将神经活动投射到下丘脑,引发相应的生理反应。1.4情绪系统的特点Panksepp(2000)在Maclean的情绪脑模型基础上,进一步将情绪分为三个等级。第一级是低水平的反射情绪,它包括惊跳反射、厌恶和痛苦;第二级是情绪操作系统,它将与各个基本情绪相关的心理、生理和行为各个方面协调起来,这些基本情绪是人和动物共有的,在边缘系统有其特定的回路,这些回路保证着基本情绪的核心加工,同时每种基本情绪有其独特的神经化学活动;第三级是更高级的情绪,由社会学习形成,包括嫉妒、羞愧等。上述理论模型对情绪加工所涉及的脑区特别是边缘系统作了精细的描述,然而上述研究大多建立在动物研究的基础上,研究结论推广到人的身上还需慎重。1.5情绪加工理论与动物的情绪脑机制研究不同,关于人类情绪的脑机制研究结果更多强调大脑皮层在情绪加工和调节中的作用。然而,在脑如何组织情绪的问题上,研究者也存在垂直模型和右半球模型的分歧。垂直模型重视新皮层和皮下结构的协调活动对情绪的影响。该理论认为,最新进化的脑区(如端脑)对更老的脑区(如中脑)的情绪加工起着控制和调节的作用,以保证情绪行为的有效协调。这一理论描述了脑干、边缘系统和皮层区的结构和神经化学系统在情绪加工中的作用以及不同脑区间的相互联系,同时阐释了高级脑区对低级脑区活动的调节和制约。右半球模型认为情绪主要由大脑右半球控制,大脑的右半球比左半球对情绪信息的加工起更重要作用。这一理论得到来自不同方面的研究证据支持。第一类证据来自于脑损伤病人。研究发现,右半球损伤的病人比左半球损伤的病人在面部表情识别过程中表现出更多的障碍。第二类证据来自于接受割裂脑手术的病人。研究发现,对病人右半球进行情绪刺激能引发相应的情绪反应。第三类证据来自于对正常人的研究。研究发现,被试对投射到右半球的面部表情识别更准确。2积极情绪的脑机制2.1左半球与右半球的关系大量研究发现,对情绪的加工的脑偏好取决于情绪的效价,研究者据此提出积极情绪的偏侧化假设。偏侧化假设有两种观点:第一种观点认为积极情绪受大脑左半球控制,消极情绪受大脑右半球控制。例如,Davison研究发现:消极情绪发生时,大脑右半球有更多的激活;积极情绪发生时,大脑左半球有更多的激活。研究者认为,左半球感知积极情绪,而右半球感知消极情绪。另有采用电影诱发情绪体验的研究进一步发现,左半球的前部更多参与积极情绪,而右半球前部更多参与消极情绪。第二种观点对情绪知觉和情绪体验做了区分。这一观点认为,右半球主要负责积极情绪和消极情绪的知觉以及消极情绪体验,而左半球负责积极情绪体验。有研究发现,右半球的后部区域负责对情绪的感知和识别,与情绪的效价无关。而对情绪体验来说,左半球前部区域参与积极情绪体验,右半球的前部区域参与消极情绪体验。这两种理论观点都是人们关于积极和消极情绪的脑机能定位的一个比较模糊、比较笼统的看法和认识,随着脑成像技术的发展,上述观点也受到了挑战。2.2积极情绪发生的脑机制近些年,随着情感神经科学(affectiveneuroscience)的兴起,人们采用更加精密的仪器和更精细的方法来研究积极情绪发生的脑机制。已有研究发现,下述几个脑区与积极情绪的加工之间有着密切的关联。2.2.1加工或功能调整前额叶皮层位于脑的最前方,主要分为背外侧区和眶额区两部分。前额叶皮层与大脑皮层及皮下结构都有着广泛的联系,它在行为控制中起着一种整合作用。对愉快图片加工或对奖赏预期时会激活眶额皮层。如一项研究发现,被试对愉快表情进行判断时,会引发双侧眶额皮层的激活。另有研究发现,高吸引性的面孔会引发内侧眶额皮层的激活。研究者认为,这个区域是表征刺激奖赏价值的区域,高吸引性面孔是具有奖赏价值的刺激,可以引发愉悦情绪。2.2.2抗菌药的使用伏隔核位于前脑皮层下的前部,是多巴胺的投射区,多巴胺具有诱导积极情绪的作用。已有研究发现,注入能够升高多巴胺水平的药物到哺乳动物的伏隔核中,可以引发积极情绪。与奖赏相关的外界环境也可以引发多巴胺的释放,多巴胺会激发行动以获得奖赏。如果向小白鼠注射拮抗药物以破坏神经递质,阻止多巴胺和其它感受器的结合,这些拮抗药物可以降低动物寻求快乐行为。以人类为被试的研究也发现,伏隔核的激活与多巴胺水平及自我报告的积极情感之间有积极关联。2.2.3基底神经节激活研究基底神经节有大量的支配中脑边缘多巴胺的神经,这个部位与对诱因性奖赏动机和目标期望过程中出现的积极情绪反应有关。大量的研究也发现积极情绪产生时,基底神经节会激活,这些研究有的考察对愉快面孔的反应,有的考察对愉快图片的反应,有的诱发被试的愉快回忆。Phan等人对其中的一些脑成像研究进行了元分析,考察这些研究所发现的脑激活的共同模式。研究者将愉快、恐惧、愤怒、悲伤、厌恶五种基本情绪进行了比较,发现70%的研究均报告,愉快情绪的诱发和基底神经节激活有关联。2.2.4杏仁核在积极情绪加工中的作用杏仁核由多个神经核团构成,主要包括基底外侧核、皮质内侧核和中央核,它们与下丘脑、丘脑、海马和大脑皮层都有双向神经联系。大量研究证明了杏仁核在消极情绪中的作用,如在双侧杏仁核损伤的患者身上所进行的研究和在健康被试身上进行的脑成像研究,都发现杏仁核与恐惧或厌恶性刺激反应有关。但是,也有研究发现,杏仁核也参与积极情绪的加工。如一项研究考察了被试对不同效价情绪图片的反应,发现积极情绪图片引发了左侧杏仁核的激活,消极图片引发了双侧杏仁核的激活。另有研究发现杏仁核参与奖赏刺激活动。2.2.5腹侧黑质神经元对积极情绪体验的影响腹侧黑质位于下丘脑前下侧,与杏仁核、神经核团(accumbens)等组织相联系。腹侧黑质在情绪加工,尤其对积极情绪状态起着特殊的作用。研究发现,腹侧黑质神经元对甜食引发的积极情绪体验起关键作用,腹侧黑质被切除后,由甜食引发的任何积极情绪的奖励作用将消失。另有研究表明,扣带皮层(cingulatecortex)、隔区(spetum)等脑区也参与积极情绪加工。此外,尽管本文对上述脑区的讨论是分开进行的,但它们在脑区间的特定通路都是相互联系并有着不同层次的反馈。多数情况下,上述脑区的激活不是单独出现,而是多个脑区同时激活。3积极情绪的脑机制研究积极情绪的结构和功能的研究是当前情绪最富有前景的研究课题之一,近年来国内学者也作了有益的探讨。但由于情绪本身的复杂性和方法学的限制,积极情绪的脑机制研究仍存在诸多问题和局限。建议未来的研究重点考察以下几方面问题。3.1情绪评价回路pcr和积极情绪引发的情绪积极情绪的脑机制研究常常涉及到积极情绪的诱发,有时诱发的愉快情绪会混杂认知因素。这是因为情绪的加工过程涉及知觉加工和情绪评价加工两个通路。知觉加工通路主要接受多种多样的刺激物和事件的输入并转换成多维度的刺激表征,并在已有知识经验的指导下,通过辨认、区分等方式构建刺激的客观特性,产生对当前刺激的知觉;情绪评价回路主要对当前刺激的感情意义进行主观评估,并引发相应的情绪反应。然而在情绪研究中,将情绪加工过程同其它心理加工过程严格地分离并非易事。特别是在实验室研究中,通常采用一定的方法诱发积极或消极情绪。这些方法包括观看情绪图片或电影、回忆情绪事件等,尽管研究者在分析情绪诱发的大脑激活模式时力图排除记忆和注意等认知因素的影响,但实际上很难完全排除记忆和注意的成分,这样必然会影响诱发的情绪纯度,进而影响研究结果的准确性。此外,研究者还必须考虑诱发情绪的强度。在实验室研究诱发积极情绪,采用情绪图片或电影、回忆情绪事件诱发的情绪强度不同,而不同强度的情绪激活的脑区并不完全重叠。这就使采用不同诱发方法得出的积极情绪脑机制的研究结果既不统一,也很难比较。因此,控制诱发情绪的纯度和强度是未来需要进一步考虑的问题。3.2积极情绪加工排除情绪加工过程中的认知因素,就情绪加工本身而言,积极情绪和消极情绪涉及回路和脑区是独立的,还是互有交叠?研究者也存在不同的看法。一些研究者认为,情绪的产生并非基于一个而是多个在机能和解剖上不同的情绪回路,如离别的悲伤、恐惧、暴怒、好奇等情绪回路;另一些研究者认为,同样的神经系统结构可能既包括积极也包括消极的情绪加工。还有研究者提出了一种折衷的观点,认为积极和消极情绪的加工通路是部分分离的,在反应阶段是单一激活,在开始情绪加工阶段时,存在着多重激活。然而,上述结论尚需研究的进一步验证。此外,积极情绪可以细分为不同的方面,如快乐、满足、兴趣、爱、自豪、感恩和希望等,不同类型的积极情绪的加工回路是分离的还是互有交叠,也有待于进一步研究。3.3杏仁核对被试的影响当前,关于积极情绪脑机制研究结果的分歧较大,一致性较低。究其缘由,除了情绪本身的复杂性以外,研究者采用的研究方法和技术的局限也是重要原因。首先,同一类实验中所使用的控制条件不同,会导致结果的不同。以杏仁核激活的研究为例,多数研究报告杏仁核在消极情绪加工时激活,但是也有一些研究报告积极情绪加工时,杏仁核也会激活。研究者认为,积极情绪激活杏仁核必须满足以下几种条件:第一,积极性刺激强度要足够高,能使被试产生高唤起的积极情绪。第二,被试任务应是观看图片,不要搀杂其他任务。第三,当