情緒影響記憶的神經(jīng)機制 自閉癥兒童大腦神經(jīng)元過多 老年記憶障礙與前額葉功能
情緒影響記憶的神經(jīng)機制
情緒在人們的日常生活中具有重要作用, 其中在學(xué)習(xí)和記憶中的作用尤為關(guān)鍵, 它影響著個體和族群的生存狀態(tài)以及適應(yīng)環(huán)境的能力. 研究者已經(jīng)對動物和人類被試進行了長期的研究, 然而最核心的問題是, 情緒如何影響記憶, 特別是在人腦中情緒信息加工的腦區(qū)和記憶的神經(jīng)環(huán)路之間的交互作用機制尚不明確. 本文簡要綜述了腦成像和神經(jīng)心理學(xué)的研究, 梳理和評述了有關(guān)記憶和情緒的神經(jīng)機制以及情緒影響記憶的神經(jīng)機制研究. 基于現(xiàn)有研究證據(jù), 我們提出以下假設(shè)并預(yù)期今后的研究能夠檢驗這個理論框架: 情緒的兩個維度——喚醒和效價可以影響記憶信息在杏仁核-海馬回路中的加工, 這種影響是分別通過額-頂葉注意控制網(wǎng)絡(luò)和以紋狀體-前額葉為核心的獎懲系統(tǒng)起作用的.
情緒記憶的神經(jīng)機制
唐向陽，汪凱，程懷東
編者按：記憶是最重要的認(rèn)知功能之一。眾所周知，在記憶中情緒性事件更易于被回憶起，情緒因素對記憶效率有調(diào)節(jié)作用，這種情緒對記憶影響效應(yīng)被稱之為情緒記憶。情緒記憶是指情緒對編碼、鞏固和提取等不同記憶加工階段的影響。從進化觀點看，情緒記憶是人類很重要的認(rèn)知功能，情緒刺激無論是有利或無利的，都對生物的生存和物種的繁衍產(chǎn)生重大影響。情緒記憶確保一些重要信息被記住而有利于生存。因此，情緒記憶的神經(jīng)機制成為認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域的熱點。以往，情緒記憶的研究是通過動物行為和社會/臨床心理學(xué)研究；當(dāng)前，情緒記憶的研究是探討情緒性事件如何在腦部進行記憶和學(xué)習(xí)。對編碼階段研究表明，情緒對記憶的影響是通過增強注意和預(yù)測能力，編碼后階段是通過應(yīng)激激素的釋放和記憶痕跡的鞏固等。這些研究成果開始從系統(tǒng)水平來探討情緒記憶的組織網(wǎng)絡(luò)，為動物模式轉(zhuǎn)換向臨床疾病的研究提供了重要橋梁。情緒通常被看作包含兩個垂直的維度：情緒效價和喚醒度，兩者影響不同形式記憶。
1 情緒記憶的神經(jīng)機制
神經(jīng)心理學(xué)和腦功能成像研究［3］顯示，杏仁核與其他記憶相關(guān)的腦區(qū)存在大量的纖維聯(lián)系，并且其交互影響可能在記憶形成過程中起著關(guān)鍵作用，以杏仁核為中心的多個腦區(qū)的互動可能是情緒記憶的神經(jīng)基礎(chǔ)。現(xiàn)從認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)角度來闡述情緒外顯性記憶的神經(jīng)機制。
1.1 杏仁核 杏仁核是人類和動物的情緒記憶和情緒反應(yīng)最重要的腦區(qū)，與其他腦區(qū)的神經(jīng)纖維聯(lián)系對感覺輸入進行快速加工，影響生理和行為反應(yīng)；調(diào)控情緒學(xué)習(xí)和促進海馬和前額葉等腦區(qū)記憶形成，參與情緒評估和記憶，被認(rèn)為是整個情緒記憶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的核心［4］。Cahill等［5］研究顯示，Urbach Wieche綜合征患者未表現(xiàn)情緒對記憶的增強效應(yīng)，認(rèn)為雙側(cè)杏仁核受損阻礙了情緒對記憶的增強效應(yīng)。對Alzheimer?。ˋD）患者研究［6］顯示，情緒對記憶的增強效應(yīng)受損，且受損程度與杏仁核受損程度、情緒性項目相關(guān)。對內(nèi)側(cè)顳葉切除（包括杏仁核）的患者研究［7］顯示，對情緒詞匯與中性詞匯的回憶和再認(rèn)率相同；海馬受損而杏仁核保留完整的癡呆患者仍表現(xiàn)情緒對記憶的增強效應(yīng)，說明杏仁核是調(diào)節(jié)情緒對記憶影響的關(guān)鍵腦區(qū)。情緒對記憶的影響可能是通過對情緒性事件的注意增強來實現(xiàn)的，注意資源的增多使得情緒性事件更好地獲得記憶表征。Adolphs等［8］研究顯示，注意集中于復(fù)雜事件中情緒性部分優(yōu)先保存到記憶，杏仁核受損患者不能注意集中于主旨信息，且皮膚導(dǎo)電反應(yīng)與情緒喚醒度/效價相關(guān)，說明杏仁核受損使得情緒認(rèn)知互動障礙。總之，這些研究證據(jù)表明，情緒對記憶的影響關(guān)鍵依賴于杏仁核，杏仁核參與了情緒記憶的神經(jīng)機制。
1.2 內(nèi)側(cè)顳葉 McGaugh等［9］研究表明，情緒對記憶的增強效應(yīng)是通過杏仁核上行調(diào)節(jié)機制促進內(nèi)側(cè)顳葉（如內(nèi)嗅皮質(zhì)、外嗅皮質(zhì)、海馬及其周圍的結(jié)構(gòu)）對情緒性事件進行編碼加工。研究還表明，情緒性圖片的成功編碼較中性圖片更多地激活了杏仁核和內(nèi)側(cè)顳葉，參與的杏仁核和內(nèi)側(cè)顳葉結(jié)構(gòu)更多。且在編碼情緒性任務(wù)過程中，杏仁核的相繼記憶（Dm）效應(yīng)與內(nèi)嗅皮質(zhì)的Dm效應(yīng)呈正相關(guān)，與海馬的Dm效應(yīng)也呈正相關(guān)。此外，情緒性項目Dm效應(yīng)與中性項目Dm效應(yīng)位于內(nèi)側(cè)顳葉的不同區(qū)域，前者位于海馬旁回的前部，后者位于海馬旁回的后部 ［10］。Richardson等［11］功能MRI研究顯示，左側(cè)杏仁核嚴(yán)重受損導(dǎo)致左側(cè)海馬對情緒記憶的編碼加工代償性地轉(zhuǎn)移到右側(cè)海馬。反之，左側(cè)海馬嚴(yán)重受損，對杏仁核也產(chǎn)生類似的影響。說明內(nèi)側(cè)顳葉與杏仁核互動參與了情緒對記憶的調(diào)節(jié)?？傊?，大量研究都證實內(nèi)側(cè)顳葉與杏仁核及前額葉等記憶相關(guān)的腦區(qū)之間存在大量的纖維往返投射，且其互動在情緒記憶形成過程中起關(guān)鍵作用。
1.3 前額葉 認(rèn)知神經(jīng)心理學(xué)研究表明，前額葉參與了情緒記憶，且不同的區(qū)域?qū)η榫w認(rèn)知有著不同的功能。Dolcos等［12］功能MRI研究顯示，與情緒評估正性較負(fù)性圖片任務(wù)相關(guān)的更多地激活了左背外側(cè)前額葉，與情緒評估負(fù)性較正性圖片任務(wù)相關(guān)的更多地激活了右腹外側(cè)前額葉；與情緒性較中性圖片成功編碼任務(wù)相關(guān)的更多地激活了左背外側(cè)和腹外側(cè)前額葉；背內(nèi)側(cè)前額葉與情緒喚醒度相關(guān)；背外側(cè)前額葉與情緒效價相關(guān)；眶額葉與懲罰獎賞相關(guān)。表明這些區(qū)域與情緒加工和自我意識是密切相關(guān)的。研究［13］還顯示，右背外側(cè)前額葉與非語言材料成功編碼是相關(guān)的，而左背外側(cè)前額葉是情緒與記憶整合的場所。前額葉被認(rèn)為監(jiān)測記憶提取過程中對熟悉感進行評估。兩側(cè)背外側(cè)前額葉中央的激活提示對提取信息進行評估；眶額葉激活提示成功提取。正性情緒狀態(tài)下眶額葉的激活被認(rèn)為是聯(lián)合海馬和帶狀前回對情緒性信息記憶加工的增強［14］。前額葉在情緒評估和情緒記憶中起著重要作用，情緒對記憶增強機制部分是通過前額葉增加組織策略、結(jié)合語義和工作記憶等獲得其他認(rèn)知資源來實現(xiàn)的［12］。比較前額葉對喚醒度與效價影響是通過不同的認(rèn)知神經(jīng)機制。
2 情緒記憶相關(guān)腦區(qū)的影像學(xué)及事件相關(guān)電位(ERP)表現(xiàn)
2.1 影像學(xué)表現(xiàn) 正電子發(fā)射斷層掃描研究［15］表明，與情緒記憶編碼任務(wù)相關(guān)的激活在杏仁核和內(nèi)側(cè)顳葉，且情緒性項目的回憶正確率與情緒喚醒度成正相關(guān)，與右側(cè)杏仁核葡萄糖代謝率也成正相關(guān)，而中性的記憶編碼任務(wù)無類似表現(xiàn)。研究還表明，杏仁核（雙側(cè)）、島葉（雙側(cè)）和額葉顯示了與情緒記憶編碼任務(wù)相關(guān)的激活，且負(fù)性較正性項目的激活程度較高，相應(yīng)的圖片再認(rèn)率也較高。海馬等記憶相關(guān)腦區(qū)與情緒記憶和中性記憶任務(wù)相關(guān)的均有激活，而杏仁核僅在與情緒記憶任務(wù)相關(guān)的激活［16］，說明杏仁核對記憶的增強功能部分是通過其與一些于情緒相關(guān)的或非相關(guān)的對記憶有增強功能的腦區(qū)（如海馬）的互動來實現(xiàn)的。Dolan等［17］的MRI研究表明，顳極和杏仁核顯示了情緒記憶提取任務(wù)相關(guān)的激活，但在情緒記憶中的作用是不同的，顳極密切聯(lián)系于情緒記憶的提取心理狀態(tài)，左側(cè)杏仁核僅聯(lián)系于情緒性項目的有意成功提?。谎芯窟€表明，右側(cè)杏仁核參與情緒記憶的形成，左側(cè)參與情緒記憶的提取，說明杏仁核參與情緒記憶不同階段是分離的。對自傳式記憶研究［18］表明，提取任務(wù)相關(guān)的激活在右前額葉和右側(cè)邊緣葉前部，與情緒記憶相關(guān)任務(wù)的激活在杏仁核、海馬、顳極和島葉。喚醒度可影響自傳式記憶的現(xiàn)象學(xué)性質(zhì)和認(rèn)知功能，如自傳式記憶的提取程度、清晰度和細(xì)節(jié)等。
2.2 ERP表現(xiàn) Dolcos等［19］的ERP研究顯示情緒性刺激Dm效應(yīng)（400～600 ms）較中性刺激Dm效應(yīng)（600～800 ms）快，認(rèn)為情緒性信息優(yōu)先獲得認(rèn)知資源。大量的神經(jīng)影像學(xué)及ERP研究［2］結(jié)果表明，杏仁核與其他腦區(qū)的互動在情緒記憶編碼和提取等任務(wù)中起著關(guān)鍵作用，杏仁核不但參與了情緒記憶編碼，創(chuàng)造了最初的記憶表征；事件結(jié)束后，鞏固階段杏仁核繼續(xù)影響著記憶表征，并把情緒性事件的信息儲存到長時記憶轉(zhuǎn)變成更持久的形式，情緒對記憶的影響一直是隨著時間的延長而增強的。
3 影響情緒記憶的因素
3.1 性別 神經(jīng)心理學(xué)研究證實，人類在情緒相關(guān)的行為有著性別上的差異，如女性的情緒記憶較男性更持久、包含更多的感覺和情境上的細(xì)節(jié)。Canli等［20］功能MRI研究顯示，男性和女性激活了不同的神經(jīng)環(huán)路。男性更多地激活了右側(cè)杏仁核，而女性更多地激活了左側(cè)杏仁核。當(dāng)進行情緒評估和情緒喚醒圖片的后繼記憶時，女性參與的腦結(jié)構(gòu)更多，這可能是女性的情緒記憶強于男性的神經(jīng)基礎(chǔ)。杏仁核功能的差異可能系由于解剖結(jié)構(gòu)的不同，男性的杏仁核體積較女性大，相應(yīng)的杏仁核與下丘腦等腦區(qū)有較多的神經(jīng)纖維聯(lián)系和性激素受體［21］。認(rèn)為性別在杏仁核參與情緒記憶過程中的影響有顯著差異。
3.2 年齡 Good等［22］ 用MRI研究表明，前額葉、杏仁核和海馬等的功能與年齡有密切關(guān)系，相對整個腦或其他腦區(qū)（如前額葉），杏仁核、海馬和內(nèi)嗅區(qū)皮質(zhì)的老年化改變較少，當(dāng)情緒遭遇記憶時，杏仁核、海馬和內(nèi)嗅區(qū)仍能協(xié)同增強記憶。因此，年齡相關(guān)性情緒體驗是相同的，健康成年人與健康老年人有同樣的情感詞匯和圖片分類能力，但情緒效價（正性和負(fù)性）對記憶增強效應(yīng)隨年齡增長而變化的。健康成年人表現(xiàn)為情緒負(fù)性效價較明顯；健康老年人表現(xiàn)為情緒正性效價較明顯。杏仁核和前額葉參與了情緒評估和情緒記憶，當(dāng)進行情緒面孔試驗后繼記憶時，老年人比成年人較少地激活了杏仁核，而更多地激活了前額葉和頂葉［23］?？赡苣挲g相關(guān)性腦老化導(dǎo)致對記憶的調(diào)控神經(jīng)機制發(fā)生改變，從杏仁核海馬系統(tǒng)轉(zhuǎn)變到前額葉，認(rèn)為老年人前額葉（特別是前扣帶回、內(nèi)側(cè)前額葉和眶額葉）通過下行調(diào)節(jié)機制下調(diào)杏仁核對負(fù)性效價信息的反應(yīng)［24］。
總之，情緒對學(xué)習(xí)和記憶產(chǎn)生的影響是以杏仁核為中心的多個腦區(qū)的互動參與了情緒性信息不同的記憶加工階段。杏仁核通過神經(jīng)和激素，調(diào)節(jié)皮質(zhì)與皮質(zhì)下等與記憶相關(guān)腦區(qū)的活動來實現(xiàn)對記憶的影響；前額葉和內(nèi)側(cè)顳葉等腦區(qū)的互動，增強對情緒性事件的記憶和提取等，均是情緒學(xué)習(xí)和情緒記憶的重要腦結(jié)構(gòu)。在未來研究中，應(yīng)進一步了解正性與負(fù)性情緒效價對記憶影響的相同和不同機制；外顯性與隱含性情緒記憶之間的相互聯(lián)系；杏仁核以外的腦區(qū)是如何影響情緒記憶，如何與杏仁核進行交互影響的；情緒對工作記憶和隱含性記憶等其他記憶系統(tǒng)的影響及了解情緒經(jīng)歷對情緒記憶障礙的影響。
關(guān)于貧窮和拖延的天才發(fā)現(xiàn)
Alex-chen
美國一個跨學(xué)科團隊今年完成了一項對資源稀缺狀況下人的思維方式的研究，結(jié)論是：窮人和過于忙碌的人有一個共同思維特質(zhì)，即注意力被稀缺資源過分占據(jù)，引起認(rèn)知和判斷力的全面下降。這項研究是心理學(xué)、行為經(jīng)濟學(xué)和政策研究學(xué)者協(xié)作的典范。
研究的主導(dǎo)者是哈佛大學(xué)終身教授穆來納森（Sendhil Mullainathan）——他29歲時就因出色的行為經(jīng)濟學(xué)理論，獲得“麥克阿瑟天才獎”50萬美元獎金；主要合作者是普林斯頓大學(xué)的沙菲（Eldar Shafir）。研究成果最早在美國阿斯彭論壇上演示，論文發(fā)表于美國《科學(xué)》雜志，新書《稀缺：為什么擁有太少后果會很嚴(yán)重？》在9月3日發(fā)布，尚未出版就進了《金融時報》年度必讀十本商業(yè)書籍榜單。
這個研究源于穆來納森對自己拖延癥的憎恨。他7歲從印度移民美國，很快就如魚得水，哈佛畢業(yè)后在麻省理工學(xué)院任教經(jīng)濟學(xué)，獲“麥克阿瑟天才獎”后被返聘為哈佛終身教授。而立之年就幾乎擁有一切，他覺得惟一缺少的就是時間，腦袋里總有不同的計劃，想把自己分成幾份去“多任務(wù)”執(zhí)行，結(jié)果卻常常陷入過分承諾、無法兌現(xiàn)的泥潭。
一般人遇到這個問題，會去找各種時間管理“圣經(jīng)”反復(fù)研讀，但“天才”穆來納森把正在做的國際扶貧研究和自己的問題聯(lián)系起來，竟發(fā)現(xiàn)他和窮人的焦慮驚人地類似。窮人們?nèi)鄙俳疱X，他缺少時間，兩者內(nèi)在的一致性在于，即便給窮人一筆錢，給拖延癥者一些時間，他們也無法很好地利用。在長期資源（錢、時間、有效信息）匱乏的狀態(tài)下，人們對這些稀缺資源的追逐，已經(jīng)壟斷了這些人的注意力，以至于忽視了更重要更有價值的因素，造成心理的焦慮和資源管理困難。也就是說，當(dāng)你特別窮或特別沒時間的時候，你的智力和判斷力都會全面下降，導(dǎo)致進一步失敗。
研究進一步解釋，長期的資源稀缺培養(yǎng)出了“稀缺頭腦模式”，導(dǎo)致失去決策所需的心力——穆來納森稱之為“帶寬”（bandwidth）。一個窮人，為了滿足生活所需，不得不精打細(xì)算，沒有任何“帶寬”來考慮投資和發(fā)展事宜；一個過度忙碌的人，為了趕截止日期，不得不被看上去最緊急的任務(wù)拖累，而沒有“帶寬”去安排更長遠的發(fā)展。即便他們擺脫了這種稀缺狀態(tài)，也會被這種“稀缺頭腦模式”糾纏很久。
穆來納森的研究，對社會階層理論和國家政策、技術(shù)發(fā)展模式乃至個人時間管理等問題，都有重要的啟示。以下試舉幾例——
例一：美國共和黨認(rèn)為窮人之所以窮，是因為他們不努力；民主黨認(rèn)為，貧窮根源來自社會不平等，國家應(yīng)主持再分配來支持窮人。穆來納森卻證明兩黨都錯了：窮人不是不努力，而是因為長期貧窮，失去了擺脫貧窮的智力和判斷力，這種狀況不變，再努力也是白費；而如果僅是簡單地分錢給窮人，窮人的“稀缺頭腦模式”也會導(dǎo)致無法利用好這些福利以脫貧。所以一個合理的社會流動方式應(yīng)當(dāng)是，建立最基本的社會安全體系，同時保有社會競爭上升通道，資源入口向全社會開放，使得個人能保持正常思維，有尊嚴(yán)地奮斗。
例二：時間不夠怎么辦？傳統(tǒng)時間管理原則是利用片段時間和多任務(wù)，而穆來納森研究發(fā)現(xiàn)，不是時間不夠，而是判斷問題的心力不夠；利用片段時間和多任務(wù)解決方式，反而因分心加強了焦慮，導(dǎo)致無法專心處理主要任務(wù)，加劇拖延。解決這個問題，最重要的辦法是，減少多任務(wù)干擾，求助外界輔導(dǎo)，分割問題，從而淡化處理問題的焦慮。
例三：我們每天都處于信息過載中，很多人被微博信息轟炸得無法判斷問題，所以一些人開始用“戒網(wǎng)”的方式來擺脫信息過載。事實上這不是信息過載，而恰恰是“有效信息”匱乏的惡果。在一個嚴(yán)重缺乏公開信息的社會，一旦技術(shù)帶來部分的信息開放，會造成“餓漢吃自助餐不知如何選擇”的問題。同樣，我們的頭腦還處于有效信息稀缺的時代，有“看到字就覺得很重要”的毛病，尚無法處理高濃度信息。最好的解決方式不是回到信息匱乏狀態(tài)，而是建立輔助性信息篩選機制，幫助自己挑選重要信息。有趣的是，微信因為是同仁、同事間的互動，起到了一定程度的信息篩選作用，所以微信在中國的發(fā)展會慢慢超過今天的微博。
穆來納森的研究剛剛開始，他關(guān)于“稀缺頭腦模式”的警示，是我們這個信息和人口爆炸、平均時間和資源都加速減少的時代的一盞指路明燈。
自閉癥兒童大腦神經(jīng)元過多
自閉癥是一種大腦神經(jīng)系統(tǒng)疾病，主要是多種因素共同造成了，最近研究發(fā)現(xiàn)，自閉癥患兒大腦前額神經(jīng)元過多造成的，其詳細(xì)情況，請聽北京金童中醫(yī)醫(yī)院的專家為我們做介紹：
《JAMA》雜志上刊登的一項尸體研究顯示，自閉癥患兒大腦前額皮質(zhì)背外側(cè)與內(nèi)側(cè)的神經(jīng)元數(shù)量，平均比年齡匹配對照者增多67%。加州大學(xué)圣迭戈自閉癥中心的Eric Courchesne博士稱，本項研究首次量化檢測和證實了“自閉者患者幼年時大腦關(guān)鍵區(qū)域中存在病理性神經(jīng)元增多”的理論。由于皮質(zhì)神經(jīng)元是在出生前產(chǎn)生的，因此病理性神經(jīng)元增多提示增殖控制、細(xì)胞周期調(diào)節(jié)和細(xì)胞凋亡的分子遺傳機制在早期出現(xiàn)了發(fā)育紊亂。
很早就已發(fā)現(xiàn)，自閉癥患兒大腦中涉及高級社會、情緒、溝通和認(rèn)知功能發(fā)育的多個區(qū)域存在過度生長(重量和體積過大)和神經(jīng)元功能障礙。但由于難 以收集年幼死亡自閉癥患兒的大腦標(biāo)本，所以之前并不了解這些異常的神經(jīng)基礎(chǔ)。Courchesne博士等人設(shè)法獲得了7例自閉癥患兒和6名對照者的大腦前 額皮質(zhì)背外側(cè)和內(nèi)側(cè)的完整樣本，受試者均為男性，死亡年齡為2~16歲。研究者指出，根據(jù)小塊皮質(zhì)組織的密度并不能準(zhǔn)確估計細(xì)胞數(shù)量。研究者在每個參照區(qū) 域選擇8~12個截面采集100枚樣本，采用立體測量學(xué)方法對神經(jīng)元計數(shù)，采用視覺分層方法計算神經(jīng)元總量。
對照者均無精神疾病、智力障礙或神經(jīng)疾病。自閉癥患兒存在不同程度的智力、社會功能、溝通能力和功能受損。所有受試者均為足月產(chǎn)，產(chǎn)前無明顯異常情況。多數(shù)受試者死于意外創(chuàng)傷(溺水、上吊或觸電)引起的急性全腦缺血缺氧，1例死于交通事故，1例死于橫紋肌肉瘤，1例可能死于心搏驟停。
多數(shù)受試者的大腦在大體檢查 中未發(fā)現(xiàn)異常。自閉癥患兒的大腦平均重量為1，484 g，比文獻中報道的年齡匹配正常兒童的水平高出了17.6%，而對照者與文獻中正常兒童的大腦平均重量僅相差0.2%。自閉癥患兒大腦前額皮質(zhì)背外側(cè)的神 經(jīng)元增加79%，前額皮質(zhì)內(nèi)側(cè)的神經(jīng)元增加29%，二者合并相當(dāng)于前額皮質(zhì)神經(jīng)元總數(shù)比對照者增加67%(19.4億 vs. 11.6億)。在校正年齡和死亡距今時間后，上述差異仍具有顯著性。
研究者指出，既往對存活的自閉癥患兒行MRI檢查發(fā)現(xiàn)，前額皮質(zhì)背外側(cè)的變異比前額皮質(zhì)內(nèi)側(cè)更強，而該研究顯示前者的神經(jīng)元過量程 度比后者更甚，與MRI發(fā)現(xiàn)相吻合。而且，前額神經(jīng)元數(shù)量增加在低倍鏡和高倍鏡下均不明顯，因此神經(jīng)病理學(xué)肉眼觀察和非定量性的神經(jīng)元密度檢查均難以發(fā) 現(xiàn)。自閉癥患兒與對照者的大腦同一區(qū)域的神經(jīng)元大小和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞計數(shù)則無差異。
與既往研究中的發(fā)現(xiàn)一致，本項研究中自閉癥患兒大腦的平均重量大于對照者大腦，提示神經(jīng)元數(shù)量的病理性增加可能是自閉癥患者大腦過度生長的重要 原因。然而，對照者大腦重量與神經(jīng)元數(shù)量之間存在線性關(guān)系，但二者的關(guān)系在自閉癥患兒中并不呈線性：神經(jīng)元計數(shù)增加29.4%，而大腦重量增加 17.6%。因此研究者強調(diào)，如果根據(jù)大腦重量按線性關(guān)系進行推測，會低估神經(jīng)元的增多程度。研究者補充道：“除了這2個主要的前額亞區(qū)域之外，其他的大 腦區(qū)域是否也存在神經(jīng)元過量尚不明確?！?br>
老年記憶障礙與前額葉功能
楊炯炯 匡培梓 管林初 翁旭初 中國老年學(xué)雜志
額葉是大腦發(fā)育中最高級的部分，它包括初級運動區(qū)、前運動區(qū)和前額葉(prefrontal corte,PF)，其中PF與認(rèn)知功能關(guān)系密切。前額葉又分為眶部、背部、內(nèi)側(cè)部和外側(cè)部，其中眶部和內(nèi)側(cè)部、背部和外側(cè)部的結(jié)構(gòu)和功能較為接近。
PF與大腦其它區(qū)域有著密切關(guān)系。PF和所有的感覺區(qū)都有往返的纖維聯(lián)系，其眶后部和腹內(nèi)側(cè)部有投射到海馬旁回和海馬前下腳的纖維，組成了內(nèi)側(cè)顳葉-間腦系統(tǒng)的一部分；PF與紋狀體、杏仁核、顳葉、枕葉和頂葉等腦區(qū)的聯(lián)系也很密切〔1，2〕，因此，PF與多種感覺信息的加工、記憶、思維及情緒等腦的高級功能有關(guān)。從細(xì)胞水平來看，PF神經(jīng)元具有多感覺性質(zhì)，它們參與多種信息的加工；同時，PF神經(jīng)元具有柱狀組織，表現(xiàn)為功能異質(zhì)性，如一些PF神經(jīng)元在延緩反應(yīng)的延緩期放電明顯增加，而另一些神經(jīng)元對行為的其它特性更為敏感〔3〕。PF神經(jīng)元的這些結(jié)構(gòu)和功能上的特點是其在記憶中起重要作用的神經(jīng)基礎(chǔ)。
行為研究也證實PF與記憶功能有密切關(guān)系，包括工作記憶、源記憶、順序組織、前攝抑制釋放(PI)能力、抑制無關(guān)信息的干擾、元記憶、組織和計劃有意識的活動、問題解決等〔1，2〕。West〔4〕認(rèn)為PF的功能包括：(1)工作記憶；(2)期待性記憶，依據(jù)工作記憶對相應(yīng)的內(nèi)外線索反應(yīng)；(3)控制干擾，抑制與任務(wù)無關(guān)的表征；(4)抑制優(yōu)勢反應(yīng)，使行為不受先前反應(yīng)或主要的環(huán)境刺激影響。功能(1)，(2)，(4)由背外側(cè)前額葉(dPFC)支持，功能(3)主要由PF眶部或內(nèi)側(cè)部完成。West的這一觀點可以說明一些與前額葉有關(guān)的行為特點，如選擇與任務(wù)相關(guān)的信息，將語義和時空信息結(jié)合成穩(wěn)定的記憶痕跡，計劃、組織復(fù)雜行為等，因而具有一定的參考價值。
1 與額葉有關(guān)的老年記憶功能障礙
記憶障礙是正常老年人的常見主訴，老年人的再認(rèn)和回憶等測驗成績均較年輕人低。但不同形式的記憶下降并不一致，老年人的外顯記憶下降大于內(nèi)隱記憶；在外顯記憶中，再認(rèn)成績又好于自由回憶。老年記憶障礙與前額葉受損、內(nèi)側(cè)顳葉受損的表現(xiàn)有許多相似之處，其中，越來越多的證據(jù)表明，老年記憶力下降與額葉功能有密切關(guān)系〔5～7〕，PF參與的記憶功能比其它腦區(qū)，如內(nèi)側(cè)顳葉系統(tǒng)支持的記憶功能更早下降。一項研究證明，在12項測定PF功能的測驗中，平均年齡為56.62歲的被試有10項比27.71歲的成績差〔4〕。
1.1 工作記憶 工作記憶又稱短時記憶，它的作用是在編碼和提取時暫時保持信息，因而在學(xué)習(xí)記憶等高級認(rèn)知活動中起重要作用。測定動物記憶能力常采用延遲反應(yīng)、延遲轉(zhuǎn)換反應(yīng)和延緩不匹配任務(wù)(DNMS)等。研究表明，老年動物的延遲反應(yīng)成績降低，老年鼠在DNMS作業(yè)中與額葉受損的大鼠表現(xiàn)相似。對老年人的研究也表明其工作記憶容量減少，工作記憶能力下降。Kirasic等〔8〕采用路徑分析的方法，對398例老年人的神經(jīng)心理學(xué)測驗進行統(tǒng)計后認(rèn)為，老年人學(xué)習(xí)能力是因為工作記憶容量減少和信息加工速度減慢所致，前者又是后者的原因之一。
而研究指出，工作記憶主要與前額葉有關(guān)，因此老年工作記憶能力下降的神經(jīng)基礎(chǔ)在前額葉〔9〕。一項PET研究發(fā)現(xiàn)，在完成位置匹配時，老年人比青年人在枕葉外的區(qū)域如PF、頂葉的下部及內(nèi)側(cè)部的活動明顯增多，提示老年人的枕區(qū)活動效率下降，工作記憶容量減少，因而加工信息則可能需要比年輕人更多的腦區(qū)參與〔10〕。
1.2 源記憶和記憶的順序組織 老年人對刺激的內(nèi)容和線索的回憶能力是不同的，其源記憶發(fā)生障礙〔11，12〕。源記憶是指對事件發(fā)生的時間、地點等線索信息的記憶。老年人可以記住某一刺激，但與年輕被試相比，他們對刺激的顏色、字體、聲音等知覺特性、刺激發(fā)生的時間、地點及其它線索的回憶率下降。一項研究采用元分析方法將有關(guān)的實驗進行綜合統(tǒng)計，結(jié)果提示，老年人對線索的回憶成績低于對事件本身的回憶，與刺激相關(guān)較大的線索回憶要好于那些相關(guān)較小的，如對顏色的回憶要好于對視空線索的回憶〔13〕。至少有三種原因造成了上述結(jié)果，老年人的注意分配能力降低、工作記憶下降及對無關(guān)刺激的控制能力下降。在有多個外部線索時尤其需要工作記憶的參與，以使它們與事件內(nèi)容更好地結(jié)合在一起。
有學(xué)者認(rèn)為，對事件的內(nèi)容和線索的加工分別由不同的腦區(qū)所中介，內(nèi)側(cè)顳葉系統(tǒng)主要加工事件信息，而PF與線索的加工相關(guān)較大。相關(guān)研究也表明，額葉受損的病人對事件線索的回憶下降，而老年人與之有相似的特征〔8〕。Craik〔11〕的研究還表明，老年人對線索回憶的線索下降與WCST成績明顯相關(guān)，并且與內(nèi)側(cè)顳葉的功能分離。
與源記憶相似，老年人在順序組織詞、圖形或活動的任務(wù)中受損。給老年人呈現(xiàn)兩組刺激，測驗時要求他們判斷呈現(xiàn)的詞或其它刺激哪一個是較近期見過的，他們的成績與正常年輕人相比差異顯著；或者要求老年人按順序回憶剛才見過的刺激時，他們的成績也較差，而相應(yīng)的再認(rèn)和自由回憶成績可能接近正?！?9〕。老年人完成這類任務(wù)時與Korsakoff癥病人(KS)有相似的特點。給KS病人及對照組被試呈現(xiàn)1940～1985年間發(fā)生的15個重要事件，然后要求他們順序回憶出來，結(jié)果KS病人的成績較差，但再認(rèn)和回憶成績與對照組相比并無明顯差異〔5〕。
1.3 控制干擾的能力 老年人抑制無關(guān)信息的能力也減弱，研究表明，老年人的Stroop效應(yīng)較大，這提示老年人對先前的優(yōu)勢反應(yīng)不能很好地控制，以較快地轉(zhuǎn)換行為方式。另一些學(xué)者采用從前攝抑制(PI)中釋放的實驗范式，給被試呈現(xiàn)相同或不同類別的詞表，在每一詞表呈現(xiàn)后要求他們回憶，相同類別的詞表間會有干擾，但若詞表間類別不同，被試的回憶成績要增高。與額葉受損病人相似，老年人的PI釋放能力下降，他們抑制先前學(xué)習(xí)過程的詞表的能力較低，語義類型轉(zhuǎn)換較慢，如延遲反應(yīng)、DNMS等。Shimamura〔1〕認(rèn)為，PF對其它部位的信息加工具有抑制門控作用，實驗也證實動物后皮質(zhì)區(qū)活動減少與dPFC的活動增多有關(guān)。但有研究表明，海馬受損被試的PI釋放能力下降更為明顯〔5〕，因此PF與內(nèi)側(cè)顳葉系統(tǒng)在這項能力上是否相互獨立尚待研究。
1.4 策略運用及對記憶的監(jiān)控 當(dāng)回憶需要一定的策略參與時，老年人的測驗成績比年輕人低，如回憶非組塊詞表、低頻詞時。一項實驗采用3組實驗材料，非相關(guān)的詞表、相關(guān)但順序是隨機的詞表、使用組塊的詞表，要求老年人和額葉受損病人回憶，結(jié)果表明，老年人學(xué)習(xí)詞表的能力中度受損，尤其是那些需采用策略的測驗，如未使用組塊的詞表，這和額葉受損，尤其是右側(cè)額葉受損病人的表現(xiàn)較為一致，提示老年人的自我組織能力下降，不能運用恰當(dāng)?shù)牟呗匀ネ瓿扇蝿?wù)〔4〕，而這種功能缺陷與PF功能下降的關(guān)系較為密切。
元記憶是對于自己記憶和策略的監(jiān)控能力，元記憶的測定常采用知道感判斷，也有采用其它方法的研究，如要求被選擇合適的記憶策略、預(yù)測自己的行為、高頻估計實驗、測驗被試的日常生活記憶等。老年人的元記憶能力受到一定程度的損害，他們對自己記憶的估計偏低，自信程度減少，但有關(guān)的結(jié)果不太一致，可能與測驗方法的敏感性有關(guān)。PF受損的病人在回憶不出來時，要求他們判斷若給出線索，自己能回憶出來的概率，結(jié)果他們的估計也較低，雖然他們在其后給出線索后的回憶率與年輕人差異不明顯〔5〕。
總之，有些額葉測驗成績與老年人記憶成績明顯相關(guān)，老年人記憶功能下降表現(xiàn)為與PF受損相似的特征。近年來，腦功能成像技術(shù)已應(yīng)用于年老化的研究，這對老年認(rèn)知加工過程與PF的相關(guān)性提供了新的依據(jù)。Grady等〔15〕的一項研究發(fā)現(xiàn)，在完成面孔編碼時，年輕被試的右側(cè)海馬、左PF和下顳葉活動增多，老年人的上述變化不明顯。當(dāng)回憶不出所學(xué)項目時，年青輕試的額葉前部有活動，而老年人則更傾向于額葉后部，提示他們在提取努力中采用了不同的認(rèn)知策略，老年人正常的認(rèn)知策略受損〔6〕。
2 PF與老年記憶功能障礙相關(guān)性的神經(jīng)機制
老年人的大腦發(fā)生了許多變化，但并不是所有腦結(jié)構(gòu)的變化是同步的，其中一些結(jié)構(gòu)對年老較為敏感，變化較早而嚴(yán)重，如前額葉和海馬等。
老年人的腦容量大約減少6%，其中PF和紋狀體分別減少10%～17%和8%，而頂、枕和顳葉的容積則大致減少1%，PF對年老最為敏感〔17〕。以往的研究大多采用測定神經(jīng)元密度的計數(shù)方法，認(rèn)為造成腦容量減少的原因是神經(jīng)元的缺失，尤其在海馬和前額葉，這造成了老年人的記憶功能下降。但近年的研究采用新的細(xì)胞計數(shù)方法(如立體學(xué)技術(shù))并未發(fā)現(xiàn)老年腦的神經(jīng)元有明顯減少〔4，7，18〕，因而這并不是老年記憶功能下降的主要原因。
腦容量減少的可能原因是神經(jīng)元體積變小，而不是神經(jīng)元的缺失。額葉神經(jīng)細(xì)胞的皺縮比其它部位的發(fā)生早且嚴(yán)重，在50～70歲期間PF有22%的細(xì)胞皺縮，而頂葉、初級視皮質(zhì)分別為16%和9%。65歲以上細(xì)胞皺縮速度明顯增快，上述各部位分別有43%、11%和13%的細(xì)胞體積減少〔17〕。另外一些學(xué)者認(rèn)為，多巴胺系統(tǒng)(DA)的退化也參與老年記憶功能降低，多巴胺系統(tǒng)功能與工作記憶之間有相關(guān)性〔7〕。有研究證實老年腦的額葉神經(jīng)遞質(zhì)濃度及受體異?！?，19〕。18歲齡猴子的PF中DA濃度下降56%，NE及5-HT濃度正常，PF和D1受體下降39%。當(dāng)給動物注射D1受體阻滯劑SCH23390后，年輕動物的延緩反應(yīng)成績下降，對老年動物無作用；而注射D1受體興奮劑會提高老年動物在此項任務(wù)中的成績〔18〕。因此新的研究認(rèn)為，樹突分枝減少、突觸聯(lián)系的變化、髓鞘結(jié)構(gòu)破壞、信息傳遞機制異常和神經(jīng)元的可塑性降低等更可能是老年記憶功能下降的原因〔7，18〕，其中額葉變化最為明顯。
3 對今后研究的思考
如上所述，多項研究證實老年記憶障礙與額葉功能有密切的關(guān)系。但另一方面，海馬功能降低和PF功能下降有時很難區(qū)別，在很多任務(wù)中常常是這兩個腦區(qū)同時參與其中。一些研究認(rèn)為，不同的認(rèn)知任務(wù)中均有聯(lián)想性和策略性兩種因素。前者主要與內(nèi)側(cè)顳葉有關(guān)，而后者與PF有密切聯(lián)系〔5〕，二者可以發(fā)生分離，如WCST與延遲線索回憶，但實際上很難將二者的作用絕對區(qū)分開來。Winocur等〔19〕的研究很好地說明了這一點。他們的實驗采用Hebb-William迷宮，發(fā)現(xiàn)PF受損后主要影響大鼠一般迷宮技能認(rèn)知，它們可以保持在迷宮A中學(xué)習(xí)的技能，但當(dāng)轉(zhuǎn)換至迷宮B時其學(xué)習(xí)成績與對照組無明顯差異；而海馬受損則影響與特定迷宮有關(guān)的記憶功能，其行為表現(xiàn)與PF受損的大鼠相反。而老年鼠在這兩方面均受損，因而它們可能在PF和海馬均有損害。老年人在許多記憶任務(wù)中未表現(xiàn)出海馬與前額葉功能的雙分離現(xiàn)象，而僅僅是單分離并不能說明PF功能的獨立性。
因此，目前在研究老年記憶障礙與PF的關(guān)系時，對于是否PF單獨支持這些功能還是海馬等結(jié)構(gòu)也共同參與尚待進一步研究。而且在完成記憶任務(wù)時，不同腦區(qū)的作用可能既有分離、更有相互作用。如在Moscovitch和Winocur提出的記憶模型中，是將海馬和PF的功能結(jié)合起來考慮的。這種觀點對于我們認(rèn)識記憶過程的腦機制很有幫助。
PF的特點之一是功能的多樣性。根據(jù)腦血流變化和腦代謝活動分析，PF至少有17個功能不同的區(qū)域，但額葉受損病人的受損部位常常很大，并不局限于單一的基本功能〔7〕，因此，研究老年記憶障礙與PF的相關(guān)性具有一定的困難。另外，以人作被試，個體間的差異是誤差的重要來源，而由于這類病人本身就很少，僅僅靠增加樣本量的方法是不可行的。因而研究額葉功能應(yīng)采用動物實驗?zāi)Ｐ?、神?jīng)心理學(xué)方法和腦功能成像技術(shù)相結(jié)合的途徑，從不同方面揭示老年記憶障礙的腦基礎(chǔ)；同時采用生理、生化手段將PF的內(nèi)部構(gòu)造進行結(jié)構(gòu)和功能分析，會使我們對PF功能及它在老年記憶障礙中作用的認(rèn)識大大前進一步。
1 指導(dǎo)者作者簡介：楊炯炯，女，28歲，醫(yī)學(xué)心理學(xué)碩士，現(xiàn)在中國科學(xué)院心理所攻讀生理心理學(xué)博士學(xué)
位
匡培梓，女，研究員，博導(dǎo)，主要研究學(xué)習(xí)記憶的腦機制作者單位：楊炯炯 匡培梓1 管林初1 翁旭初1 (中國科學(xué)院心理研究所，北京 100101)
本站僅提供存儲服務(wù)，所有內(nèi)容均由用戶發(fā)布，如發(fā)現(xiàn)有害或侵權(quán)內(nèi)容，請
點擊舉報。
