研究表明,情緒體驗(yàn)的神經(jīng)元表征的持續(xù)變化需要睡眠的支持,如人們?cè)谠俅斡洃洉r(shí)的表現(xiàn)優(yōu)于首次記憶并且回憶時(shí)更輕松。失眠癥的一個(gè)關(guān)鍵特征是覺(jué)醒導(dǎo)致的睡眠片斷化,這可能會(huì)降低抑郁情緒的調(diào)節(jié)能力,這項(xiàng)研究進(jìn)一步尋求證據(jù)來(lái)支持這個(gè)觀(guān)點(diǎn)。作者對(duì)失眠癥(n = 27)和正常睡眠(n = 30)被試進(jìn)行了功能性MRI實(shí)驗(yàn),以識(shí)別在新的體驗(yàn)和對(duì)過(guò)去的重新體驗(yàn)的自我意識(shí)情緒之間的大腦激活的異同。這項(xiàng)研究評(píng)估了重新體驗(yàn)過(guò)去的情感記憶與新的情感體驗(yàn)所引起的大腦激活相似性,以觀(guān)察失眠癥被試的相似性是否比在正常睡眠被試的高。在正常睡眠被試和失眠癥被試中,與他們的中性體驗(yàn)相比,新的令人感到羞愧的體驗(yàn)會(huì)激活邊緣系統(tǒng)。在正常睡眠被試中,重溫過(guò)去的令人感到羞愧的體驗(yàn)并不會(huì)引起邊緣系統(tǒng)的反應(yīng)。相反,在相同條件下,失眠癥被試的大腦激活在邊緣系統(tǒng)中有重疊的部分,特別是背側(cè)扣帶回皮質(zhì)。正常睡眠被試新的和重溫的情緒之間的差異性神經(jīng)活動(dòng)模式表明,長(zhǎng)期記憶的重激活不包括邊緣系統(tǒng)。失眠癥被試的大腦激活的重疊符合這種假設(shè),即這種失眠癥涉及一種神經(jīng)系統(tǒng)的障礙,即邊緣系統(tǒng)和情緒記憶的分離。此外,這些結(jié)果說(shuō)明了前扣帶回皮層在失眠中的作用。本研究發(fā)表在BRAIN雜志。 思影曾做過(guò)睡眠相關(guān)的文獻(xiàn)解讀,歡迎瀏覽,增進(jìn)理解:睡眠、無(wú)創(chuàng)腦刺激和老化的大腦研究
無(wú)創(chuàng)腦刺激對(duì)不同神經(jīng)和神經(jīng)精神疾病睡眠障礙的影響
阻塞性睡眠呼吸暫停與失眠癥的功能重組
Neuron:老年人腦波在睡眠時(shí)失耦合
Science:人類(lèi)睡眠中的神經(jīng)電生理,血液動(dòng)力學(xué)和腦脊液
Nature子刊:在人類(lèi)清醒以及非快速動(dòng)眼睡眠期
BRAIN:原發(fā)性失眠神經(jīng)反饋訓(xùn)練的雙盲安慰劑對(duì)照研究
SLEEP:睡眠/清醒狀態(tài)下癲癇發(fā)作患者結(jié)構(gòu)共變腦網(wǎng)絡(luò)的研究
邊睡邊學(xué):睡眠中進(jìn)行內(nèi)隱詞匯學(xué)習(xí)必然要伴隨著慢波波峰
中老年睡眠呼吸暫停綜合癥患者的大腦灰質(zhì)變化
theta振蕩調(diào)節(jié)清醒和睡眠階段的記憶再激活
睡眠缺失導(dǎo)致社會(huì)退縮和孤獨(dú)感
疲勞與失聯(lián):睡眠剝奪導(dǎo)致腦連接模塊性衰退
在歐洲人口中,失眠障礙的患病率約為7%,是第二常見(jiàn)的精神障礙。全基因組關(guān)聯(lián)研究已經(jīng)開(kāi)始揭示失眠所涉及的生物表征。令人驚訝的是,失眠癥的遺傳風(fēng)險(xiǎn)只與其他不利于睡眠特征的遺傳風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。相反,無(wú)論是在基因上還是在表型上,失眠與焦慮癥的相關(guān)最顯著。此外,功能磁共振和基因的關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn),失眠風(fēng)險(xiǎn)基因較多表現(xiàn)在大腦邊緣系統(tǒng),特別是在前扣帶回皮質(zhì)(ACC)。研究發(fā)現(xiàn)失眠風(fēng)險(xiǎn)基因出現(xiàn)在邊緣系統(tǒng),這表明,抑郁情緒的處理可能是失眠癥的一個(gè)關(guān)鍵。雖然失眠這一名稱(chēng)強(qiáng)調(diào)了夜晚的睡眠問(wèn)題,但診斷出失眠也需要白天的相關(guān)癥狀,需要大量客觀(guān)和主觀(guān)的測(cè)量結(jié)果表明失眠對(duì)全天的影響。過(guò)度覺(jué)醒與健康被試在短期的急性焦慮或其他情緒困擾中表現(xiàn)出來(lái)的狀態(tài)相似。最近有人提出一個(gè)觀(guān)點(diǎn),即情緒記憶處理缺陷是焦慮癥的一個(gè)重要方面,這個(gè)觀(guān)點(diǎn)也可能同樣適用于失眠癥。一些研究表明,睡眠有助于降低情緒的困擾,盡管研究結(jié)果仍舊有待進(jìn)一步檢驗(yàn)。據(jù)報(bào)告,在快速眼動(dòng)睡眠和快速眼動(dòng)睡眠剝奪期間,主觀(guān)變化都有所增強(qiáng)和減弱,快速眼動(dòng)睡眠可能在調(diào)節(jié)情緒反應(yīng)方面發(fā)揮著具體的作用??陀^(guān)測(cè)量結(jié)果顯示,相比于在睡眠剝奪時(shí),在一段睡眠時(shí)間后情緒刺激的再次出現(xiàn)會(huì)引起自主神經(jīng)的喚醒和杏仁核的激活減弱。重要的是,刺激的再次出現(xiàn)可能會(huì)引起不同的回憶結(jié)果。與失敗的回憶相比,成功的回憶與杏仁核及其與海馬和腹側(cè)內(nèi)側(cè)前額葉皮層的功能連接相關(guān)。因此,實(shí)驗(yàn)范式?jīng)Q定了“良好”睡眠能做些什么(即不同任務(wù)在良好睡眠情況下發(fā)現(xiàn)的結(jié)果可能與任務(wù)高度相關(guān))。睡眠可以促進(jìn)長(zhǎng)期記憶的形成。作者預(yù)測(cè),清醒時(shí)的經(jīng)驗(yàn)所引起的部分神經(jīng)元活動(dòng)模式可以在睡眠期間重新被激活,這為突觸可塑性提供了獨(dú)特的神經(jīng)調(diào)節(jié)環(huán)境。例如,不受干擾的快速眼動(dòng)睡眠的特點(diǎn)就是幾乎沒(méi)有去甲腎上腺素的存在。然而,如果在睡眠中藍(lán)斑不完全失活,由此產(chǎn)生的去甲腎上腺素會(huì)擾亂正常的突觸過(guò)程,并可能導(dǎo)致長(zhǎng)期情緒記憶痕跡的形成與邊緣系統(tǒng)有牽連。皮質(zhì)激素釋放因子(CRF)信號(hào)可能與睡眠時(shí)期中的藍(lán)斑的完全失活有關(guān)。在承受壓力時(shí),杏仁核釋放的CRF會(huì)作用于去甲腎上腺素能藍(lán)斑神經(jīng)元的CRF1受體,以刺激去甲腎上腺素的釋放。有趣的是,這種由睡眠促進(jìn)的長(zhǎng)期記憶的形成具有非常持久的影響。在中性視覺(jué)刺激或單詞對(duì)的條件下,甚至在具有情感的文本條件下,學(xué)習(xí)后的立即睡眠與學(xué)習(xí)后保持覺(jué)醒對(duì)隨后的再認(rèn)能力的影響會(huì)持續(xù)幾個(gè)月之久。這些長(zhǎng)期的后果可能與失眠癥密切相關(guān),而失眠癥的主要特征是覺(jué)醒導(dǎo)致的睡眠片斷化,特別是在快速眼動(dòng)睡眠期間。最近一項(xiàng)觀(guān)察性研究報(bào)告表明,失眠患者在夜間解決情緒困擾方面存在特定的缺陷,這種情緒困擾可能會(huì)持續(xù)一周以上。作者最近對(duì)200名健康的年輕被試進(jìn)行了基因分型,對(duì)于沒(méi)有任何睡眠障礙但有著較高的失眠多基因風(fēng)險(xiǎn)評(píng)分的被試,預(yù)測(cè)他們的睡眠腦電圖中慢波活動(dòng)較少。作者假設(shè),在失眠癥被試中重新體驗(yàn)過(guò)去情緒記憶所引起的與新的情緒體驗(yàn)所引起的神經(jīng)元活動(dòng)模式的相似性較高,而對(duì)于正常被試而言,其相似性會(huì)較低。(實(shí)驗(yàn)結(jié)果假設(shè))研究使用fMRI來(lái)測(cè)量正常睡眠被試和失眠癥被試對(duì)新的和過(guò)去的自我意識(shí)情緒體驗(yàn)的大腦反應(yīng)。雖然自我意識(shí)情緒與精神病學(xué)高度相關(guān),但相關(guān)的神經(jīng)影像學(xué)研究很少。因此,本文對(duì)于正常睡眠被試和失眠癥被試,首先研究哪些腦區(qū)會(huì)被新的自我意識(shí)情緒體驗(yàn)所激活。隨后研究了在重新體驗(yàn)過(guò)去自我意識(shí)的情感體驗(yàn)時(shí)哪些大腦區(qū)域會(huì)被激活,以及在體驗(yàn)新的情感體驗(yàn)時(shí)哪些大腦區(qū)域被激活,并對(duì)比二者所引起的大腦區(qū)域激活的重疊區(qū)域。最后比較正常睡眠被試和失眠癥被試的重疊的數(shù)量,以解決失眠癥中邊緣系統(tǒng)與長(zhǎng)期記憶痕跡分離不足的假設(shè)。(方法)2015年3月至2016年4月期間,通過(guò)荷蘭睡眠登記處招募了57名志愿者,年齡為18至70歲。排除神經(jīng)或精神障礙患者、睡眠障礙(除了病人組的失眠障礙)、使用慢性使用藥物的人、在過(guò)去2個(gè)月使用睡眠調(diào)節(jié)劑的人以及有任何MRI禁忌癥的人。27個(gè)被試符合失眠癥診斷的標(biāo)準(zhǔn),其標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)《精神疾病診斷和統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》(DSM-5;美國(guó)精神病學(xué)協(xié)會(huì),2013年)和國(guó)際睡眠障礙分類(lèi)(ICSD3;診斷分類(lèi)指導(dǎo)委員會(huì),2014年)而制定的。30個(gè)正常睡眠被試沒(méi)有睡眠上的障礙。(失眠障礙與正常睡眠被試年齡無(wú)顯著差異。失眠癥的被試的失眠嚴(yán)重程度指數(shù)的主觀(guān)訴求顯著高于正常睡眠被試。在睡眠實(shí)驗(yàn)室連續(xù)兩個(gè)晚上進(jìn)行了多導(dǎo)睡眠監(jiān)測(cè)。實(shí)驗(yàn)室的第一晚是為了適應(yīng)實(shí)驗(yàn)室的睡眠環(huán)境。第二晚進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化睡眠評(píng)分。對(duì)正常睡眠被試和失眠癥被試的多導(dǎo)睡眠圖參數(shù)進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)在清醒時(shí)間或任何睡眠時(shí)間沒(méi)有顯著性差異。這一結(jié)果符合以下共識(shí),即多導(dǎo)睡眠圖不是日常評(píng)估失眠所必需的,多導(dǎo)睡眠圖的異常也不是失眠障礙的一個(gè)決定性特征(美國(guó)睡眠障礙協(xié)會(huì)實(shí)踐委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn),1995年)。然而,微觀(guān)結(jié)構(gòu)分析顯示,失眠癥被試中的REM值的顯著增加,這表明REM值的顯著增加是失眠癥的重要指標(biāo)。被試被邀請(qǐng)到荷蘭神經(jīng)科學(xué)研究所接受訪(fǎng)談、結(jié)構(gòu)MRI掃描、錄音和自傳型情感體驗(yàn)的檢索(見(jiàn)下文)。一周后,他們?cè)龠M(jìn)行fMRI的測(cè)量,時(shí)間為07:30至10:00h(n=27,14位失眠癥被試)或17:00至22:00h(n=30,13位失眠癥被試),組間進(jìn)行平衡。被試在同時(shí)進(jìn)行fMRI和皮膚電反應(yīng)記錄時(shí),給他們呈現(xiàn)新的和重新體驗(yàn)的自我意識(shí)情緒的刺激。特別注意誘導(dǎo)的是自我意識(shí)情緒,因?yàn)樗鼈儽然厩榫w與心理功能的相關(guān)性更高。實(shí)驗(yàn)中采用了兩種原始范式來(lái)誘導(dǎo)新的情感體驗(yàn),并對(duì)自傳型記憶進(jìn)行線(xiàn)索性回憶。“小說(shuō)”式情感刺激的使用是為了通過(guò)讓被試聽(tīng)16個(gè)他們自己的獨(dú)奏歌唱(其中不伴隨音樂(lè)的片段),來(lái)誘導(dǎo)新的令人感到羞愧的體驗(yàn)。錄音是在實(shí)驗(yàn)前一周采用話(huà)筒裝置獲得的,并且獲得前沒(méi)有明確說(shuō)明錄音的目的是什么。在fMRI實(shí)驗(yàn)前告知被試他們將接觸到他們自己和其他人的錄音,而這同時(shí)有兩名研究人員也跟他們一起聽(tīng)。 “重新體驗(yàn)”的情感刺激的目的是誘導(dǎo)重新體驗(yàn)過(guò)去而回憶起的至少五種令人感到羞愧的體驗(yàn)。被試通過(guò)一周前他們對(duì)自己的定義的關(guān)鍵詞來(lái)回憶了16秒的令人感到羞愧的體驗(yàn)。為了獲得“情緒特異性”的大腦激活對(duì)比,情緒刺激的試次與中性刺激的試次混合在一起(圖1)。新的情感刺激與新的中性刺激混合在一起的方式是呈現(xiàn)自己唱的錄音片段(情感刺激)或者同一首歌的錄音片段,但其由一位性別匹配的半專(zhuān)業(yè)歌手演唱(中性刺激)。重新體驗(yàn)的情緒刺激與重新體驗(yàn)的中性刺激交織在一起:被試從同一時(shí)期的非情感體驗(yàn)(中性刺激)和令人感到羞愧的體驗(yàn)(情緒刺激)來(lái)定義自己的一組關(guān)鍵字。自傳型記憶任務(wù)的完成在失眠癥被試與正常睡眠被試之間無(wú)平均時(shí)間的差異。圖1新體驗(yàn)的和重新體驗(yàn)的自我意識(shí)情緒的實(shí)驗(yàn)流程。每一試次先在屏幕上呈現(xiàn)中央注視點(diǎn)(7-9s),然后出現(xiàn)情緒或中性刺激。(A)新體驗(yàn)的刺激是音頻片段,要么是被試自己的獨(dú)唱(情緒刺激)或者是半專(zhuān)業(yè)歌手(中立刺激)。 (B)呈現(xiàn)的四個(gè)提示詞“cue1”-“cue4”是與情感或中性記憶相關(guān)的提示詞,其有助于情感體驗(yàn)的重新體驗(yàn)。主觀(guān)情緒強(qiáng)度評(píng)估的反應(yīng)選項(xiàng)從“無(wú)”(1)到“強(qiáng)”(4)。為了加快情緒的平復(fù),每次試驗(yàn)后都有一個(gè)1-back的任務(wù),結(jié)束時(shí)對(duì)執(zhí)行它所需的主觀(guān)努力進(jìn)行評(píng)分(相同的反應(yīng)選項(xiàng))。為了獲得情緒強(qiáng)度的指數(shù),被試在每次刺激后根據(jù)“強(qiáng)度”進(jìn)行評(píng)價(jià),并允許在3.5s內(nèi)選擇“無(wú)”、“稍強(qiáng)”、“較強(qiáng)”或“強(qiáng)”的選項(xiàng)(圖1)。為了防止誘發(fā)的被試的情緒對(duì)后面的試次的影響,為了轉(zhuǎn)移被試的注意力,讓被試執(zhí)行一個(gè)視聽(tīng)的15秒的1-back任務(wù),并評(píng)估執(zhí)行這項(xiàng)任務(wù)所花費(fèi)的精力。被試在實(shí)驗(yàn)之前進(jìn)行了相應(yīng)的練習(xí),順序得到了平衡。其中一組是先呈現(xiàn)在20個(gè)新的,然后再進(jìn)行20個(gè)重新進(jìn)行的試驗(yàn),另一組反之。為了防止對(duì)刺激預(yù)期,一半的被試先進(jìn)行情緒試次后再進(jìn)行中性刺激試次,一半的被試先進(jìn)行中性刺激試次后進(jìn)行情緒試次。最后,為了確保刺激引起了自我意識(shí)情緒,要求被試在每一輪結(jié)束后,對(duì)他們由情緒刺激而感受到的17種情緒的強(qiáng)度來(lái)進(jìn)行評(píng)分(八種負(fù)面基本情緒:“悲傷”、“恐懼”、“心煩意亂”、“厭惡”、“憤怒”、“趨避”和“驚嚇”;四種積極的基本情緒:“驚訝”、“興趣”、“快樂(lè)”、“興奮”;五種自我意識(shí)情緒:“羞恥”、“羞辱”、“驕傲”、“尷尬”和“內(nèi)疚’)情感詞以隨機(jī)序列呈現(xiàn),反應(yīng)選項(xiàng)在Likert型量表上,從“無(wú)”(0)到“強(qiáng)”(4)不等。在3T掃描儀上獲取功能性大腦數(shù)據(jù), 212個(gè)回聲平面圖像,TR為2500ms,TE為28ms,體素大小為2.5×2.5×2.5mm。采用T1加權(quán)掃描進(jìn)行解剖配準(zhǔn)。使用場(chǎng)圖對(duì)EPI數(shù)據(jù)進(jìn)行形變矯正。采用MCFLIRT對(duì)EPI圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校正,對(duì)中間體積進(jìn)行掩蔽以去除非腦體素,用高斯核(半最大值為全寬5mm)進(jìn)行空間平滑,以降低噪聲,并歸一化為整體平均強(qiáng)度。采用ICA-AROMA算法來(lái)去除運(yùn)動(dòng)偽影,并利用從白質(zhì)和腦脊液體素中提取的時(shí)間序列進(jìn)行回歸。EPI時(shí)間序列中采用高通濾波,截止頻率為1/90赫茲。轉(zhuǎn)換矩陣的獲得步驟是先將基于邊界的EPI掃描配準(zhǔn)到解剖掃描,并將解剖掃描的仿射配準(zhǔn)到標(biāo)準(zhǔn)空間,最后得到轉(zhuǎn)換矩陣。對(duì)于新的和重新體驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)條件下,采用一般線(xiàn)性模型來(lái)評(píng)估被試對(duì)情緒刺激和中性刺激的血氧水平依賴(lài)性(BOLD)反應(yīng)。通過(guò)情緒刺激的回歸量和中性刺激的回歸量的相減獲得了每個(gè)被試的情緒特異性的BOLD反應(yīng)。組水平的描述性分析評(píng)估了失眠癥被試和正常睡眠被試在新的或重新體驗(yàn)條件下情緒特異性的平均大腦反應(yīng)。作者分兩步驗(yàn)證了主要假設(shè)。首先,測(cè)試了正常睡眠被試和失眠癥被試在新的或重新體驗(yàn)條件下的大腦反應(yīng)的差異。其次,測(cè)試了正常睡眠被試組內(nèi)和失眠癥被試組內(nèi)中,他們分別在新的和重新體驗(yàn)條件下的大腦反應(yīng)的重疊。采用FSL FEAT的默認(rèn)方法,閾值在|Z|<3.1處(P<.001),以及采用基于高斯隨機(jī)場(chǎng)理論的用于多重比較校正的基于團(tuán)塊的校正方法,以得到了大腦的團(tuán)塊聚類(lèi)。組水平上的描述性統(tǒng)計(jì)分析采用雙因素方差分析,估計(jì)每種刺激類(lèi)型(“新”或“重新體驗(yàn)”)和組別(“失眠癥被試”或“正常睡眠被試”)組合的平均情緒特異性BOLD反應(yīng)。為了解釋個(gè)體間感知情緒強(qiáng)度的差異,協(xié)方差是年齡和性別,一個(gè)額外的協(xié)變量表明被試在情緒刺激和中性刺激之間的平均強(qiáng)度差異。隨后,分兩步驗(yàn)證了主要假設(shè)。首先,我們定義了兩個(gè)mask,包括失眠癥被試或正常睡眠被試的顯著的團(tuán)塊。另外,分別在新的體驗(yàn)和重新體驗(yàn)條件下,使用兩個(gè)單因素方差分析檢驗(yàn)了失眠癥被試和正常睡眠被試在相應(yīng)mask內(nèi)的情緒特異性BOLD反應(yīng)的差異。同時(shí)考慮協(xié)變量年齡、性別和感知到的情緒的強(qiáng)度,如果它并不顯著,則該協(xié)變量不對(duì)結(jié)果造成影響。假設(shè)的第二部分指明,失眠癥被試在新體驗(yàn)和重新體驗(yàn)的條件下的大腦反應(yīng)模式相似,因?yàn)樗麄內(nèi)狈⑦吘壪到y(tǒng)與長(zhǎng)期記憶痕跡分離開(kāi)來(lái)的能力。作者預(yù)計(jì)正常睡眠被試的邊緣系統(tǒng)在新的和重新體驗(yàn)條件下的激活沒(méi)有或者有較少的重疊,因?yàn)樗麄儗?duì)過(guò)去情緒事件的回憶會(huì)激活長(zhǎng)期記憶痕跡,而不會(huì)有邊緣系統(tǒng)的參與。(重要假設(shè))根據(jù)此假設(shè)分別在失眠癥被試和正常睡眠被試中進(jìn)行了研究,并利用連接分析測(cè)試了情緒特異性BOLD在新的和重新體驗(yàn)條件下的反應(yīng)的重疊。作為fMRI分析的補(bǔ)充,驗(yàn)證了在新的和重新體驗(yàn)條件下情緒刺激是否成功地在感知強(qiáng)度等級(jí)和自主激活方面誘導(dǎo)了情緒反應(yīng)。三種混合效應(yīng)方差分析評(píng)價(jià)了刺激類(lèi)型(“新體驗(yàn)”與“重新體驗(yàn)”)和刺激效價(jià)(“情緒”與“中性”)和組別(“失眠癥被試”與“正常睡眠被試”)在感知強(qiáng)度等級(jí)和事件相關(guān)的電刺激皮膚反應(yīng)的固定效應(yīng)?;煜貧w變量是年齡和性別。作者發(fā)現(xiàn),與隨后的刺激相比,第一刺激引起了更大的刺激皮膚反應(yīng)(P=0.001),因此,在皮膚電反應(yīng)模型中包括了一個(gè)因素即每個(gè)第一刺激這個(gè)因素。隨機(jī)效應(yīng)設(shè)計(jì)矩陣包括每個(gè)被試的隨機(jī)截距,以及用于皮膚電反應(yīng)模型的第一刺激的隨機(jī)斜率。研究報(bào)告了標(biāo)準(zhǔn)化β估計(jì),P<0.05被認(rèn)為是顯著的。如果您對(duì)任務(wù)態(tài)及其他模態(tài)腦影像數(shù)據(jù)處理感興趣,歡迎瀏覽思影科技課程及服務(wù)第十九屆磁共振腦網(wǎng)絡(luò)班(南京,1.18-23)
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第七屆任務(wù)態(tài)fMRI專(zhuān)題班(重慶,1.14-19)
第十四屆腦影像機(jī)器學(xué)習(xí)班(重慶,3.12-17)
為了驗(yàn)證有效性,研究證實(shí)了“羞恥”是被試的最強(qiáng)烈的感知情緒。此外,刺激效價(jià)的顯著的主效應(yīng)表明,情緒刺激的均值比中性刺激的更強(qiáng)烈。此外,對(duì)于電刺激皮膚的反應(yīng)的平均幅值而言,情緒刺激的高于中性刺激的。感知強(qiáng)度等級(jí)和皮膚電反應(yīng)的混合效應(yīng)顯著的三者的交互作用表明,在新體驗(yàn)條件和重新體驗(yàn)條件下,組別(即失眠癥被試和正常睡眠被試)的在感知強(qiáng)度方面對(duì)于情緒刺激和中性刺激的差異是不同的。雖然三者交互作用顯著,但事后t檢驗(yàn)表明,對(duì)新的情緒或新的中性刺激的感知強(qiáng)度評(píng)分沒(méi)有顯著性差異。對(duì)于重新體驗(yàn)條件下,情緒或中性刺激的感知強(qiáng)度評(píng)分也沒(méi)有顯著的群體差異。另外,一個(gè)顯著的三者的交互作用表明,重新體驗(yàn)條件下,情緒刺激和中性刺激的皮膚電反應(yīng)振幅的群體差異與新體驗(yàn)條件下的不同。事后t檢驗(yàn)表明,雖然對(duì)新的情緒或新的中性刺激的皮膚電反應(yīng)幅值沒(méi)有組間差異,但失眠癥被試在重新體驗(yàn)情緒刺激條件下的皮膚電反應(yīng)幅值大于重新體驗(yàn)中性刺激條件下的,而在正常睡眠被試中,重新體驗(yàn)情緒刺激和中性刺激兩種條件下產(chǎn)生相同的皮膚電反應(yīng)幅值。以上結(jié)果表明,失眠癥被試和正常睡眠被試對(duì)新體驗(yàn)的情緒刺激的反應(yīng)相似。另一方面,在重新體驗(yàn)條件下我們觀(guān)察到正常睡眠被試和失眠癥被試的不同反應(yīng)。正常睡眠被試在重新體驗(yàn)情緒和中性刺激的條件下,自主神經(jīng)反應(yīng)強(qiáng)度相似;然而,失眠癥被試在重新體驗(yàn)條件下,情緒刺激的自主神經(jīng)反應(yīng)比中性刺激的更強(qiáng)。新體驗(yàn)條件下自我意識(shí)的情緒刺激的BOLD反應(yīng)在正常睡眠被試中,已知大腦網(wǎng)絡(luò)中的8個(gè)團(tuán)塊表現(xiàn)出與新體驗(yàn)的情緒刺激相關(guān)的BOLD激活。在感覺(jué)運(yùn)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)、擴(kuò)展聽(tīng)覺(jué)網(wǎng)絡(luò)和突顯網(wǎng)絡(luò)中可以看到激活(圖2a)。在突顯網(wǎng)絡(luò)中,被激活的團(tuán)塊包括雙側(cè)ACC、雙側(cè)前島和皮質(zhì),它們通常與突顯網(wǎng)絡(luò)相關(guān):右眶額皮質(zhì)和額下回:右三角肌和雙側(cè)額蓋。在后默認(rèn)模式網(wǎng)絡(luò)的七個(gè)團(tuán)塊中觀(guān)察到活動(dòng)的減少:雙側(cè)枕上皮質(zhì)和雙側(cè)角回;以及雙側(cè)額中回和雙側(cè)顳中回。在失眠癥被試中,情緒特異性BOLD激活同樣出現(xiàn)在同一大腦網(wǎng)絡(luò)的九個(gè)團(tuán)塊中。這在正常睡眠被試中也出現(xiàn)相同的情況,其更多的是包括邊緣系統(tǒng),如右杏仁核、扣帶回后皮質(zhì)、雙側(cè)丘腦和副肢內(nèi)側(cè)PFC(圖1B)。失眠癥被試沒(méi)有發(fā)現(xiàn)顯著的激活的下降。以年齡為混淆因素的單因素方差分析顯示,正常睡眠被試和失眠癥被試在新體驗(yàn)條件下,情緒特異性的BOLD反應(yīng)沒(méi)有顯著的差異。結(jié)果表明,在正常睡眠被試和失眠患者中,新體驗(yàn)的自我意識(shí)情緒在突顯網(wǎng)絡(luò)和邊緣系統(tǒng)中引起相同程度的激活。圖2對(duì)新的和重新體驗(yàn)的情緒特異性BOLD反應(yīng)。組別是指情緒和中性刺激之間的對(duì)比。BOLD平均百分比變化用顏色來(lái)表示,Z-分?jǐn)?shù)用不透明度來(lái)表示。顯著的團(tuán)塊用黑色輪廓表示。A.在正常睡眠被試的突顯網(wǎng)絡(luò)、聽(tīng)覺(jué)系統(tǒng)及高度相關(guān)區(qū)域和眶額皮質(zhì)中觀(guān)察到對(duì)新體驗(yàn)的情緒特異性BOLD信號(hào)的激活。(B)在失眠癥被試中,在更廣泛的腦區(qū)還有杏仁核中觀(guān)察到新體驗(yàn)的情緒特異性BOLD信號(hào)的激活。(C)在正常睡眠被試中,在左緣上回和前扣帶回及尾狀核上觀(guān)察到重新體驗(yàn)條件下的情緒特異性BOLD信號(hào)的激活.。(D)在失眠癥被試中,BOLD的激活最明顯的在背側(cè)ACC,前SMA,右側(cè)頂葉皮層、右側(cè)顳部、右側(cè)頂葉皮層和雙側(cè)緣上回。對(duì)于重新體驗(yàn)的自我意識(shí)情緒的BOLD反應(yīng)在正常睡眠者中,重新體驗(yàn)過(guò)去記憶條件下情緒特異性的BOLD反應(yīng)包括在左側(cè)緣上回的團(tuán)塊和前扣帶回及尾狀核部的團(tuán)塊(圖1c)。雖然失眠癥被試激活下降的模式與正常睡眠被試相似,但在失眠癥病人中發(fā)現(xiàn)了另外的激活團(tuán)塊:ACC、副扣帶回和補(bǔ)充運(yùn)動(dòng)前區(qū)(前SMA);右側(cè)頂葉島蓋皮層、右顳平面、右側(cè)頂葉島蓋皮層、雙側(cè)緣上回和左側(cè)顳后回。值得注意的是,這些腦區(qū)都會(huì)被新體驗(yàn)的自我意識(shí)情緒所激活(圖2D)。以年齡為混淆因素的單因素方差分析表明,失眠癥被試的背側(cè)ACC在重新體驗(yàn)條件下的情緒特異性反應(yīng)更強(qiáng)。對(duì)新的和重新體驗(yàn)的情緒特異性BOLD反應(yīng)的相似性與新體驗(yàn)條件下相比,正常睡眠被試在重新體驗(yàn)情緒刺激的條件下,激活了一個(gè)明顯不同的大腦網(wǎng)絡(luò)。然而,在失眠癥被試中,在新體驗(yàn)和重新體驗(yàn)情緒刺激條件下被激活的大腦回路有重疊之處,特別是背側(cè)ACC。連接分析顯示,在正常睡眠被試在新體驗(yàn)和重新體驗(yàn)情緒刺激條件下被激活的大腦回路沒(méi)有重疊,而失眠癥被試中,在兩個(gè)團(tuán)塊中有顯著的重疊:一個(gè)團(tuán)塊包含背側(cè)ACC,副扣帶回,和部分前SMA(圖3),還有一個(gè)是在右側(cè)緣上回。圖3失眠癥被試的背側(cè)ACC對(duì)新的和重新體驗(yàn)的自我意識(shí)情緒都有反應(yīng),但在正常睡眠被試中則沒(méi)有觀(guān)察到相同的結(jié)果。(A)箱型圖:粗線(xiàn)表示背側(cè)ACC內(nèi)BOLD變化的中位數(shù)(失眠癥被試中發(fā)現(xiàn)有顯著的團(tuán)塊,表示為B中的黑色輪廓)。箱型圖中的方框上邊框是第25百分位數(shù),下邊框是第75百分位數(shù),上下延伸到box±1.5×IQR中最極端的數(shù)據(jù)點(diǎn)。 (B)對(duì)重新體驗(yàn)和新體驗(yàn)的平均情緒特異性BOLD反應(yīng)以顏色表示。對(duì)于連接的體素的Z-分?jǐn)?shù)以不透明度表示。背側(cè)ACC的顯著重疊團(tuán)塊以黑色輪廓表示;另一個(gè)團(tuán)塊在右脊上回發(fā)現(xiàn)。失眠癥被試表現(xiàn)出明顯更強(qiáng)的情緒特異性ACC激活和皮膚電反應(yīng),同時(shí)重溫遙遠(yuǎn)的過(guò)去的記憶。目前的研究結(jié)果支持本研究的假設(shè),即失眠癥被試的邊緣系統(tǒng)與長(zhǎng)期記憶痕跡的分離不足。與正常睡眠被試相比,失眠癥被試在新的和重新體驗(yàn)條件下的BOLD反應(yīng)的重疊明顯更多。在新體驗(yàn)情緒刺激條件之下,正常睡眠被試在包括ACC的邊緣系統(tǒng)出現(xiàn)激活,而在重新體驗(yàn)情緒條件下沒(méi)有觀(guān)察到這種反應(yīng),說(shuō)明正常睡眠被試的邊緣系統(tǒng)與長(zhǎng)期記憶痕跡存在有效的分離。在失眠癥被試中,觀(guān)察到他們?cè)隗w驗(yàn)新的情緒刺激時(shí)ACC的邊緣反應(yīng)。然而,與正常睡眠被試相比,失眠癥被試在新體驗(yàn)和重新體驗(yàn)條件下的BOLD反應(yīng)模式有所重疊。連接分析明確了雙側(cè)緣上回和背側(cè)ACC的重疊。組間比較證實(shí)了在重新體驗(yàn)過(guò)去的自我意識(shí)情緒時(shí),失眠癥被試的背側(cè)ACC的激活顯著高于正常睡眠被試的。這些結(jié)果說(shuō)明失眠癥的邊緣系統(tǒng)與情緒長(zhǎng)期記憶痕跡的分離存在缺陷。連接分析表明了在新的和重新體驗(yàn)的情緒條件下的大腦反應(yīng)的重疊,包括背側(cè)ACC和部分前SMA。ACC是一個(gè)相對(duì)較大的皮層區(qū)域,同時(shí)也是邊緣系統(tǒng)的一部分,它與高級(jí)認(rèn)知和感覺(jué)運(yùn)動(dòng)功能的皮層區(qū)域(如前SMA)有功能性聯(lián)系。前SMA和ACC都有廣泛的功能。例如,研究表明,前SMA參與運(yùn)動(dòng)反應(yīng)的準(zhǔn)備和(認(rèn)知)調(diào)節(jié),ACC參與疼痛和基本情緒、預(yù)測(cè)誤差、感覺(jué)整合以及認(rèn)知控制和反應(yīng)調(diào)節(jié)。ACC被細(xì)分為用于認(rèn)知評(píng)估和情緒表達(dá)的背側(cè)區(qū)域,以及通過(guò)其與邊緣系統(tǒng)的有力連接而參與到情緒調(diào)節(jié)的腹側(cè)區(qū)域。在重新體驗(yàn)情緒刺激條件下,失眠癥被試的背側(cè)ACC激活的個(gè)體差異與皮膚電反應(yīng)有關(guān)。在正常睡眠被試和失眠癥被試中,對(duì)新的自我意識(shí)情緒體驗(yàn)的BOLD反應(yīng)模式與對(duì)情緒的認(rèn)知評(píng)估結(jié)果相符,該結(jié)果包括了關(guān)鍵的腦區(qū),如內(nèi)側(cè)前額葉皮層、背側(cè)ACC、外側(cè)眶額皮質(zhì)和額下回。然而,在失眠癥被試中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)他們?cè)隗w驗(yàn)新的情緒刺激時(shí),他們的邊緣系統(tǒng)也參與到其中,這可能意味著自上而下的認(rèn)知控制能力的缺乏或使用不恰當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)策略。事實(shí)上,Morin等人(2003年)發(fā)現(xiàn),失眠癥被試體驗(yàn)了日常壓力小事件的之后受到較大的影響,這表明了情緒評(píng)估的功能失調(diào)在失眠癥病因中的作用。失眠癥破壞了情緒長(zhǎng)期記憶的形成的機(jī)制雖然以前的神經(jīng)影像學(xué)研究在失眠癥病因所涉及的特定腦區(qū)方面的結(jié)果比較不可靠,但研究中經(jīng)常提到ACC的作用。Plante等人(2012年)應(yīng)用了磁共振波譜方法,發(fā)現(xiàn)失眠患者的ACC有較低濃度的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)GABA。Seo等人(2018年)采用了條件性恐懼和消退范式發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,發(fā)現(xiàn)失眠患者的背側(cè)ACC與恐懼消退的延遲存在聯(lián)系。一種可能的解釋是,在回憶過(guò)去的體驗(yàn)時(shí),ACC的不適當(dāng)激活可能可以解釋目前的失眠障礙中過(guò)度覺(jué)醒的普遍存在。根據(jù)該假設(shè),無(wú)論刺激是涉及新的還是重新體驗(yàn)的情緒刺激,我們預(yù)測(cè)失眠障礙中ACC的激活高于正常睡眠者。對(duì)于新的經(jīng)驗(yàn),失眠障礙與正常睡眠被試沒(méi)有顯著差異:既不適用于特定情緒的皮膚電反應(yīng)振幅或BOLD反應(yīng),也不適用于感知強(qiáng)度等級(jí)。在重新體驗(yàn)情緒刺激時(shí),失眠癥患者表現(xiàn)出明顯更強(qiáng)的情緒特異性ACC激活和皮膚電反應(yīng)。此外,使用幾個(gè)性狀和狀態(tài)的過(guò)度喚醒指標(biāo)的輔助分析并不支持另一種假設(shè),即更廣義的過(guò)度覺(jué)醒可以更好地解釋本文的發(fā)現(xiàn)。另一種可能解釋是,在重新體驗(yàn)過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)時(shí),ACC的不恰當(dāng)?shù)募せ畹脑蚴窃谧畛醯慕?jīng)驗(yàn)中情緒反應(yīng)的群體差異。我們無(wú)法了解這種體驗(yàn)過(guò)去所產(chǎn)生的情緒的影響。然而,研究評(píng)估了當(dāng)前新體驗(yàn)的情緒刺激的影響。如上所述,對(duì)于新的經(jīng)驗(yàn),失眠障礙與正常睡眠者沒(méi)有差異:既不適用于特定情緒的刺激皮膚反應(yīng)振幅或BOLD反應(yīng),也不適用于感知強(qiáng)度等級(jí)。只有在重新體驗(yàn)過(guò)去的情緒刺激時(shí),在失眠障礙中才會(huì)出現(xiàn)更強(qiáng)的情緒特異性的ACC激活和皮膚電反應(yīng)。此外,研究還評(píng)估了失眠障礙和正常睡眠被試對(duì)于目前體驗(yàn)的主觀(guān)情緒強(qiáng)度是否不同。多因素分析表明,在重新體驗(yàn)過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)時(shí),在完成兩輪后獲得的17種情緒的強(qiáng)度等級(jí)上的評(píng)分沒(méi)有群體差異。本研究在某種程度上類(lèi)似于創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙(PTSD)的研究,PTSD的特征也是過(guò)度覺(jué)醒。在回憶情緒記憶時(shí),與體驗(yàn)過(guò)類(lèi)似強(qiáng)烈情緒事件的對(duì)照組相比,PTSD患者的背側(cè)ACC反應(yīng)更強(qiáng)。研究結(jié)果表明,PTSD被試背側(cè)ACC的反應(yīng)似乎不能用更強(qiáng)烈的情緒體驗(yàn)來(lái)解釋這一差異。本研究通過(guò)設(shè)計(jì)刺激表現(xiàn)范式及自主活動(dòng)評(píng)估和自我情緒強(qiáng)度評(píng)估對(duì)失眠患者的情緒記憶與邊緣系統(tǒng)之間的關(guān)系進(jìn)行了驗(yàn)證。有效的控制了已知的混淆因素,包括白天的時(shí)間和刺激方式之間感知情緒強(qiáng)度的差異。最后,研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)失眠癥存在一種功能上的慢性缺陷,即背側(cè)ACC與長(zhǎng)期記憶痕跡分離,這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步證實(shí)了背側(cè)ACC反應(yīng)與自主神經(jīng)反應(yīng)性有關(guān),這提供了長(zhǎng)期情緒困擾和過(guò)度覺(jué)醒之間可能的神經(jīng)生物學(xué)聯(lián)系。(主要貢獻(xiàn))總之,本研究增加了證據(jù),表明ACC是失眠機(jī)制中的一個(gè)重要皮層區(qū)域。研究表明背側(cè)ACC參與了失眠患者對(duì)情緒記憶的長(zhǎng)期適應(yīng)。對(duì)失眠的基本機(jī)制的進(jìn)一步研究可以評(píng)估ACC的REM特異性激活與一夜之間其功能連接的分離是否相關(guān),以及在REM睡眠期間去甲腎上腺素尚有活動(dòng)時(shí)這些過(guò)程是否受到干擾。
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