自我控制的腦機(jī)制研究額葉腦區(qū)與皮質(zhì)下腦區(qū)的平衡

自我控制的腦機(jī)制研究額葉腦區(qū)與皮質(zhì)下腦區(qū)的平衡

1正確的自我控制模型自我控制是適應(yīng)社會(huì)的重要心理功能。它使人們能夠抑制沖動(dòng)行為、抵制誘惑、延緩滿足、制定并完成行為計(jì)劃(Hofmann,Friese,&Strack,2009)。自我控制能力強(qiáng)的個(gè)體人際關(guān)系更和諧、事業(yè)更成功、身心更健康。相反,缺乏自我控制力的個(gè)體往往容易導(dǎo)致上癮、不良消費(fèi)、肥胖等問題,從而影響身心健康。探尋自我控制的腦機(jī)制有助于提高對(duì)人類如何調(diào)節(jié)和控制自己的思想、行為和情緒的認(rèn)識(shí)。許多研究指出,良好的自我控制力依賴于前額葉皮質(zhì)(prefrontalcortex,PFC)的激活水平;而自我控制失敗,特別是沖動(dòng)的腦機(jī)制研究發(fā)現(xiàn),中腦邊緣多巴胺系統(tǒng)(mesolimbicdopaminesystem),皮質(zhì)下邊緣系統(tǒng)(subcorticallimbicstructure),杏仁核(amygdala),紋狀體(striatal)的激活與沖動(dòng)行為相關(guān)。自我控制的雙系統(tǒng)理論(dual-systemtheory)認(rèn)為,對(duì)即時(shí)誘惑的忍耐過程反映了沖動(dòng)和自我控制的競爭。如冷熱雙系統(tǒng)理論(hot/coolsystemtheory)認(rèn)為,當(dāng)決策基于熱的、內(nèi)臟的情緒反應(yīng),而不是冷的、理性的認(rèn)知反應(yīng)時(shí),個(gè)體將會(huì)出現(xiàn)自我控制失敗。情緒狀態(tài)的激活,會(huì)強(qiáng)化短視行為;而基于認(rèn)知而非情緒的決策,能夠提升自我控制的有效性(Metcalfe&Mischel,1999)。反思-沖動(dòng)雙系統(tǒng)模型(reflective-impulsivemodel)認(rèn)為,反思系統(tǒng)和沖動(dòng)系統(tǒng)的交互作用決定個(gè)體的情緒反應(yīng)。沖動(dòng)系統(tǒng)決定沖動(dòng)情緒行為,個(gè)體根據(jù)動(dòng)機(jī)和之前習(xí)得的反應(yīng)對(duì)情緒刺激做出行為反饋。反思系統(tǒng)決定自我控制行為,個(gè)體根據(jù)對(duì)預(yù)期行為的期望和價(jià)值判斷做出相應(yīng)反饋(Strack&Deutsch,2004)。盡管長期以來,雙系統(tǒng)理論被大多數(shù)研究者用來解釋自我控制的機(jī)制,然而最近Heatherton等人(2011)在總結(jié)自我控制失敗原因的基礎(chǔ)上,提出了前額葉-皮質(zhì)下平衡理論(prefrontal-subcorticalbalancetheory)。他們認(rèn)為,自我控制的成功與否不在于與自我控制相關(guān)的PFC區(qū)域和與沖動(dòng)相關(guān)的皮質(zhì)下腦區(qū)激活水平的競爭,而在于PFC區(qū)域?qū)εc皮質(zhì)下腦區(qū)的調(diào)節(jié)能力,且皮質(zhì)下具體的區(qū)域受刺激的不同類型以及調(diào)節(jié)的不同類型影響。當(dāng)PFC受損或其功能受阻,或引發(fā)沖動(dòng)的誘惑力太強(qiáng)致使PFC對(duì)皮質(zhì)下腦區(qū)調(diào)節(jié)能力不足,致使兩個(gè)系統(tǒng)失衡時(shí),就會(huì)導(dǎo)致自我控制失敗。該理論在包括決策行為、欲求行為、情緒調(diào)節(jié)、態(tài)度/偏見調(diào)節(jié)等研究中得到了進(jìn)一步的論證。2平衡理論的科學(xué)性2.1邊緣投影區(qū)域激活與延遲獎(jiǎng)勵(lì)的延遲時(shí)間人們每天都要做決策,其中最常做的決策之一就是在立即而較小(如高熱量食物)的滿足和延遲而較大(健康的身材保持)的滿足間做出選擇。時(shí)間貼現(xiàn)的研究表明,人們往往更傾向于選擇立即獎(jiǎng)勵(lì),特別是當(dāng)這個(gè)獎(jiǎng)勵(lì)是真實(shí)的情況。關(guān)于時(shí)間貼現(xiàn)的神經(jīng)機(jī)制目前存在兩種不同的看法。McClure等人(2007)通過fMRI研究發(fā)現(xiàn),邊緣多巴胺系統(tǒng)(如NAcc和內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)(medialprefrontalcortex,MPFC))的激活與選擇立即獎(jiǎng)勵(lì)相關(guān);而側(cè)皮質(zhì)區(qū)域(如DLPFC和后頂葉皮質(zhì)(posteriorparietalcortex,PPC))與所有獎(jiǎng)勵(lì)(包括立即獎(jiǎng)勵(lì)和延遲獎(jiǎng)勵(lì))相關(guān)。他們的結(jié)果支持雙價(jià)評(píng)估模型(dual-valuationmodel),即一個(gè)系統(tǒng)評(píng)價(jià)立即獎(jiǎng)勵(lì),另一個(gè)系統(tǒng)評(píng)價(jià)所有獎(jiǎng)勵(lì)。而Kable和Glimcher(2007)發(fā)現(xiàn),邊緣投影區(qū)域(包括NAcc和MPFC)的激活與延遲獎(jiǎng)勵(lì)的大小和延遲時(shí)間相關(guān)。他們的研究結(jié)果支持單評(píng)估模型(single-valuationmodel)。盡管以上關(guān)于時(shí)間貼現(xiàn)腦機(jī)制的兩種模型存在矛盾,但它們都假設(shè)個(gè)體的決策是基于其對(duì)兩種決策(立即獎(jiǎng)勵(lì)或延遲獎(jiǎng)勵(lì))后果的價(jià)值評(píng)估,其中沒有其他干預(yù)因素,如自我控制的參與。而Figner等人(2010)的研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)對(duì)外側(cè)前額葉皮質(zhì)(lateralprefrontalcortex,LPFC)低頻率的rTMS,致使LPFC功能受阻時(shí),被試更傾向于選擇立即獎(jiǎng)勵(lì);但該操作,并不會(huì)影響被試對(duì)立即獎(jiǎng)勵(lì)和延遲獎(jiǎng)勵(lì)的價(jià)值評(píng)估。他們指出,由于以往研究已證實(shí)PFC與自我控制的相關(guān)性,所以他們的研究結(jié)果證實(shí)了自我控制在時(shí)間貼現(xiàn)選擇中的作用。Figner等人(2010)證實(shí)了自我控制在時(shí)間貼現(xiàn)選擇中的作用,那么,是否在行為決策情境中的自我控制同欲求行為一樣,也是PFC對(duì)皮質(zhì)下區(qū)域激活的調(diào)節(jié)?Ballard和Knutson(2009)的研究發(fā)現(xiàn),NAcc、MPFC和PPC的激活與延遲獎(jiǎng)勵(lì)的數(shù)額大小正相關(guān);而DLPFC和PPC的激活與延遲獎(jiǎng)勵(lì)的延遲時(shí)間呈負(fù)相關(guān)。他們指出,該結(jié)果表明邊緣多巴胺系統(tǒng)與延遲獎(jiǎng)勵(lì)的大小相關(guān),側(cè)皮質(zhì)系統(tǒng)與延遲獎(jiǎng)勵(lì)的延遲時(shí)間負(fù)相關(guān)。根據(jù)該結(jié)果,是否可以推論之所以價(jià)值隨時(shí)間降低,是因?yàn)檠舆t時(shí)間越長,DLPFC的激活水平越低,從而調(diào)節(jié)能力下降,進(jìn)而個(gè)體更傾向于選擇立即獎(jiǎng)勵(lì)?Hare等人(2009)的研究結(jié)果證實(shí)了以上兩個(gè)推測。他們考察了被試在健康和美味之間選擇時(shí)的相關(guān)腦區(qū)反應(yīng),結(jié)果發(fā)現(xiàn),腹內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)(ventromedialprefrontalcortex,vmPFC)激活水平與價(jià)值評(píng)價(jià)相關(guān);而DLPFC與自我控制相關(guān),且通過對(duì)vmPFC激活程度的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)自我控制。具體而言,不管被試自我控制程度如何,其對(duì)目標(biāo)行為(不論是以健康為目標(biāo)還是以美味為目標(biāo))的價(jià)值評(píng)估都與vmPFC激活水平相關(guān);當(dāng)面對(duì)好吃但不健康的食物時(shí),自我控制強(qiáng)被試的DLPFC能夠調(diào)節(jié)其vmPFC的激活水平,使其對(duì)好吃的價(jià)值評(píng)價(jià)降低,從而選擇不購買這樣的食物。Hare等人(2009)的研究結(jié)果證實(shí)了Kable和Glimcher(2007)的單評(píng)估模型,即決策行為受唯一的價(jià)值評(píng)價(jià)信號(hào)vmPFC激活水平?jīng)Q定;不同的是,這個(gè)價(jià)值評(píng)價(jià)信號(hào)受到DLPFC的調(diào)節(jié)。該結(jié)果進(jìn)一步說明,自我控制并不是兩個(gè)系統(tǒng)的競爭,而是前額葉皮質(zhì)區(qū)域?qū)ζべ|(zhì)下腦區(qū)的調(diào)節(jié)。2.2健康狀況a.激活水平下降欲求(包括金錢、食物、毒品)滿足的一個(gè)普遍特征,是它能提升中腦邊緣多巴胺/獎(jiǎng)賞系統(tǒng),特別是伏隔核(nucleusaccumbens,NAcc)的激活水平。以往研究表明,對(duì)欲求的控制需要PFC對(duì)獎(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)腦區(qū)自上而下的調(diào)節(jié)。如當(dāng)可卡因吸食者被指導(dǎo)抑制吸食的欲望時(shí),PFC的激活水平上升,而與獎(jiǎng)賞相關(guān)腦區(qū)(如眼窩前額葉皮質(zhì)(orbitofrontalcortex),腹側(cè)紋狀體(ventralstriatum))激活水平下降,且后者激活水平的下降幅度與前者激活水平的上升幅度相關(guān)(Volkowetal.,2010)。此外,該現(xiàn)象在健康的被試及青少年中同樣有所體現(xiàn)。當(dāng)指導(dǎo)健康被試通過認(rèn)知控制調(diào)整對(duì)即時(shí)金錢獎(jiǎng)勵(lì)欲望時(shí),腹側(cè)紋狀體的激活水平降低(Delgado,Gills,&Phelps,2008)。當(dāng)看到食物圖片時(shí),肥胖青少年的DLPFC激活水平顯著高于體重正常的青少年,從而增強(qiáng)了對(duì)食物的控制(Davidsetal.,2010)。在現(xiàn)實(shí)生活中往往存在原本一直自我控制得很好的人,僅僅因?yàn)橐淮畏趴v而放棄之前堅(jiān)持了很久的自我控制行為。如一直節(jié)食的人,因?yàn)橐淮伍_禁就放棄節(jié)食,甚至開始暴飲暴食;或者一直戒煙的人,由于復(fù)抽一根煙,就很難再次戒掉。初次的放縱行為是自我控制失敗一個(gè)非常普遍的原因。Marlatt(1985)將這種現(xiàn)象命名為節(jié)制違反效應(yīng)(abstinenceviolationeffect)。迄今為止,研究者們?nèi)匀粵]有弄清節(jié)制違反效應(yīng)的原因。盡管如此,自我控制的平衡理論似乎可以對(duì)該問題做出解釋,即初次的放縱會(huì)激活與獎(jiǎng)勵(lì)相關(guān)的腦區(qū)(如NAcc),從而導(dǎo)致PFC沒有足夠的能力調(diào)節(jié)激活水平突然升高的與獎(jiǎng)勵(lì)相關(guān)的腦區(qū),因此引發(fā)過度無節(jié)制行為。最近Demos等人(2011)研究發(fā)現(xiàn),與非節(jié)食者和飲食規(guī)律未被打破的節(jié)食者相比,飲食規(guī)律遭打破的節(jié)食者面對(duì)食物刺激時(shí)NAcc激活水平更高。該結(jié)果在一定程度上驗(yàn)證了平衡理論對(duì)節(jié)制違反效應(yīng)的解釋。2.3mpfc對(duì)相關(guān)皮質(zhì)下腦區(qū)的激活作用與欲求行為研究一樣,情緒調(diào)節(jié)的研究也關(guān)注PFC對(duì)邊緣腦區(qū)的調(diào)節(jié)作用。大量研究表明,健康被試的PFC激活與情緒刺激相關(guān)腦區(qū)(如杏仁核區(qū))激活存在相反關(guān)系。而以焦慮和情緒障礙患者為被試的研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)情緒調(diào)節(jié)功能失效時(shí),PFC和杏仁核的激活是互惠而非反向的關(guān)系(Silbersweigetal.,2007)。Kim和Whalen(2009)通過彌散擴(kuò)張成像技術(shù)(diffusiontensorimaging)發(fā)現(xiàn),高焦慮患者的MPFC與杏仁核的白質(zhì)聯(lián)接萎縮。他們指出,之所以焦慮和情緒障礙患者PFC和杏仁核的激活是互惠關(guān)系,是因?yàn)槠銹FC和杏仁核之間缺乏結(jié)構(gòu)聯(lián)接,致使PFC無法對(duì)杏仁核進(jìn)行調(diào)節(jié)。該結(jié)果表明成功的自我控制不在于兩個(gè)系統(tǒng)的競爭,而在于PFC對(duì)相關(guān)皮質(zhì)下腦區(qū)激活水平的調(diào)節(jié)。同時(shí),該結(jié)果還進(jìn)一步說明了PFC對(duì)相關(guān)皮質(zhì)下腦區(qū)調(diào)節(jié)的途徑。安慰劑效應(yīng)是情緒調(diào)節(jié)的特殊形式,因?yàn)樗哂凶⒁狻⑵诖?、重評(píng)等認(rèn)知疼痛調(diào)節(jié)的基本機(jī)制(Wiech,Ploner,&Tracey,2008)。研究表明,安慰劑帶來的疼痛降低的預(yù)期能增強(qiáng)被試PFC的激活,而PFC通過自上而下的控制調(diào)節(jié)與疼痛相關(guān)的腦區(qū)的激活,從而降低被試的疼痛感。有研究者(龔栩,黃宇霞,羅躍嘉,2010)指出,上述安慰劑效應(yīng)的神經(jīng)機(jī)制與認(rèn)知重評(píng)調(diào)節(jié)策略相似。很多研究者指出重評(píng)的成功是通過PFC區(qū)域,以及與情緒反應(yīng)相關(guān)的皮質(zhì)下網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)之間的交互作用來實(shí)現(xiàn)的,而皮質(zhì)下腦區(qū)的精確位置受不同的調(diào)節(jié)情境影響(Goldinetal.,2008)。該結(jié)論支持了自我控制的前額葉-皮質(zhì)下平衡理論,即自我控制基于前額葉皮質(zhì)對(duì)皮質(zhì)下區(qū)域的調(diào)節(jié),而皮質(zhì)下具體的區(qū)域受刺激的不同類型以及調(diào)節(jié)的不同類型影響。2.4外族居民檢測根據(jù)社會(huì)分類模型,當(dāng)個(gè)體遇到外來不同族群人員,刻板印象就會(huì)自動(dòng)被激活,從而引發(fā)認(rèn)知偏見;而對(duì)刻板印象激活的抑制能夠避免偏見的產(chǎn)生。對(duì)種族感知的功能神經(jīng)影像研究證實(shí),當(dāng)看到外族人員圖片或?qū)D片以動(dòng)詞命名時(shí),LPFC會(huì)自上而下調(diào)節(jié)杏仁核的激活水平;且與前文提到的控制欲求行為和情緒調(diào)節(jié)研究結(jié)果一樣,LPFC的激活水平與杏仁核激活水平呈相反關(guān)系(Cunninghametal.,2004)。綜合以上結(jié)果可以看出,調(diào)節(jié)對(duì)外族人員偏見調(diào)節(jié)的自我控制行為需要PFC對(duì)杏仁核自上而下的控制。3pfc與皮質(zhì)下腦區(qū)粘連回路的連通性雙系統(tǒng)理論認(rèn)為對(duì)即時(shí)誘惑的忍耐過程反映了自我控制和沖動(dòng)競爭,而前額葉-皮質(zhì)下平衡理論卻認(rèn)為自我控制的機(jī)制不在于兩個(gè)系統(tǒng)的競爭,而在于與自我控制相關(guān)的PFC對(duì)與沖動(dòng)相關(guān)的皮質(zhì)下腦區(qū)激活水平的調(diào)節(jié)作用。如前所述,最近關(guān)于自我控制的腦機(jī)制研究大多支持平衡理論的觀點(diǎn)。事實(shí)上,前額葉-皮質(zhì)下平衡理論是雙系統(tǒng)理論的發(fā)展,依然承認(rèn)自我控制受兩個(gè)系統(tǒng)的作用,其不同點(diǎn)僅在于從競爭關(guān)系到調(diào)節(jié)與被調(diào)節(jié)關(guān)系的轉(zhuǎn)變。根據(jù)雙系統(tǒng)理論,自我控制的能力取決于PFC的激活水平。大量研究支持這一觀點(diǎn),如最近有研究發(fā)現(xiàn),在實(shí)驗(yàn)情境的抑制任務(wù)中,PFC激活水平存在個(gè)體差異,且這種個(gè)體差異能夠預(yù)測被試在現(xiàn)實(shí)生活中3周內(nèi)吸煙和買煙的行為(Berkman,Falk,&Liberman,2011)。而根據(jù)前額葉-皮質(zhì)下平衡理論,個(gè)體的自我控制能力取決于其PFC的調(diào)節(jié)能力,不過PFC的調(diào)節(jié)能力不僅取決于PFC的激活水平,還取決于PFC與皮質(zhì)下腦區(qū)聯(lián)接回路的連通性。有關(guān)情緒調(diào)節(jié)的研究表明,情緒調(diào)節(jié)與前額葉-杏仁核聯(lián)接回路相關(guān)(Wageretal.,2008)。該研究結(jié)果為PFC對(duì)皮質(zhì)下腦區(qū)的調(diào)節(jié)方式打開了思路,即是否還存在其他路徑?其他類型自我控制的聯(lián)接回路是什么?這些都是今后將深入研究的問題。盡管前文沒有提及,能量理論也是關(guān)于自我控制的最重要的理論之一。該理論假設(shè),對(duì)行為的控制力取決于實(shí)施自我控制有限的能量。而這種有限的能量會(huì)受很多因素影響而耗損。Sinha及其同事(2005)發(fā)現(xiàn)讓被試回想壓力情境會(huì)導(dǎo)致PFC的活動(dòng)降低,而腹側(cè)紋狀體活動(dòng)增加。雙系統(tǒng)理論認(rèn)為自我控制在于兩個(gè)系統(tǒng)激活水平的競爭,因此無法解釋兩個(gè)系統(tǒng)此消彼長或反向關(guān)系的現(xiàn)象。而根據(jù)該結(jié)果結(jié)合平衡理論,或許可以推測消極情緒或能量耗損之所以會(huì)使個(gè)體自我控制水平降低,是因?yàn)樗鼈兪骨邦~葉腦區(qū)活動(dòng)水平降低,導(dǎo)致對(duì)皮質(zhì)下腦區(qū)的調(diào)節(jié)能力下降,從而引起皮質(zhì)下腦區(qū)激活水平上升,最終平衡被破壞。未來研究可以對(duì)此進(jìn)行驗(yàn)證。大量研究表明青少年易情緒化,且更容易做冒險(xiǎn)的行為。Steinberg(2010)考察了