摘要：目前，采用經(jīng)顱直流電刺激(tDCS)調(diào)節(jié)背外側(cè)前額葉(DLPFC)功能作為一種治療抑郁癥的手段已經(jīng)進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。但是，tDCS調(diào)節(jié)作用背后的機(jī)理尚不明確，缺少相應(yīng)的神經(jīng)影像證據(jù)，特別是對(duì)于情緒障礙群體。此外，盡管以往基于動(dòng)物模型的研究發(fā)現(xiàn)前額皮層控制區(qū)域的活動(dòng)增強(qiáng)能抑制杏仁核對(duì)威脅刺激的反應(yīng)強(qiáng)度。然而，前額葉-杏仁核神經(jīng)回路模型并沒有在人類當(dāng)中得到直接證實(shí)。該研究旨在探討刺激背外側(cè)前額葉是否能減少特質(zhì)焦慮個(gè)體對(duì)威脅刺激的反應(yīng)強(qiáng)度。共18名高焦慮特質(zhì)女性被試參與到了該研究，實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)階段，其中一半被試在第一階段接受真實(shí)的tDCS、第二階段接受偽刺激；而另一半被試則相反。在接受完每階段刺激后，被試需完成一個(gè)注意選擇任務(wù)，即忽略分心刺激（威脅面孔）并同時(shí)接受核磁掃描。結(jié)果表明，相比于偽刺激階段，刺激DLPFC能顯著減少雙側(cè)杏仁核對(duì)威脅刺激的反應(yīng)強(qiáng)度，同時(shí)能增強(qiáng)前額皮層中注意控制相關(guān)腦區(qū)的活動(dòng)。在相對(duì)應(yīng)的行為表現(xiàn)中，刺激DLPFC后，個(gè)體的正確率也提高了12.2%。該研究結(jié)果證明，前額葉皮層可調(diào)節(jié)杏仁核對(duì)威脅刺激的注意捕獲。刺激背外側(cè)前額葉可增強(qiáng)注意皮層的控制功能，減少杏仁核對(duì)威脅刺激的注意偏向，這一認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制可能是tDCS對(duì)情緒障礙有治療效果的原因。該研究發(fā)表在Jama psychiatry雜志。
關(guān)鍵詞： 經(jīng)顱直流電刺激；背外側(cè)前額葉；抑郁癥；特質(zhì)焦慮
方法
1. 被試的選取
個(gè)體首先需要在線填寫特質(zhì)焦慮問卷（STAI-T），得分大于45分的被定義為高特質(zhì)焦慮個(gè)體，入選該實(shí)驗(yàn)的被試篩查，具體如圖1所示。該研究中的被試都為女性：1）為了避免大腦激活程度的性別差異；2）女性群體中的情緒障礙患病率更高。
圖1 被試篩查流程
入選之后，被試需要到醫(yī)院進(jìn)行臨床結(jié)構(gòu)化訪談（DSM-IV）,以排除其它精神疾病和用藥史。最后剩余18名女性參與到該實(shí)驗(yàn)的正式研究。
2、正式實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)分為兩個(gè)階段，18名高焦慮特質(zhì)的女性被試中，一半被試第一階段接受真實(shí)的tDCS、第二階段接受偽刺激；而另一半被試則相反（雙盲實(shí)驗(yàn)）。每階段接受完刺激后被試需完成一個(gè)注意選擇任務(wù)，即忽略分心刺激（威脅面孔）并同時(shí)接受核磁掃描。
被試的任務(wù)是判斷一串字符(6個(gè))中是否有字母N或X。實(shí)驗(yàn)任務(wù)分為高注意負(fù)荷條件：只有一個(gè)N或者X，其余5個(gè)分別是H, K, M, W, Z與低注意負(fù)荷條件:6個(gè)全是N或者X。之前有研究表明，杏仁核只有在低注意負(fù)荷的情況下才會(huì)對(duì)威脅刺激有注意偏向，因此本實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)關(guān)注的條件是低注意負(fù)荷。
圖2 實(shí)驗(yàn)流程
tDCS的電極板是5cm x 5cm，陽(yáng)性電極放置在左背側(cè)前額葉區(qū)域而陰性電極則放置在右背側(cè)前額葉區(qū)域，如圖3所示。在真實(shí)tDCS的條件下，被試邊休息邊接受20分鐘2mA的電刺激；在偽刺激的條件下，被試接受30s微弱的直流電刺激，之后停止電擊，但仍佩戴電極。
圖3 電極安放位置
3.數(shù)據(jù)采集
全腦功能像由 T2*加權(quán)單次激發(fā)梯度回波的EPI 序列獲得,功能像相關(guān)參數(shù)如下: TR = 2710 ms,TE = 30 ms, 反轉(zhuǎn)角(flipangle)為 87°, 掃描視野(FOV)=25×25 cm, matrix size = 64×64。
4.數(shù)據(jù)分析
fMRI的功能磁共振數(shù)據(jù)處理采用FSL的FEAT工具包（6.0版本）。首先對(duì)功能像進(jìn)行層間時(shí)間校正，之后進(jìn)行頭動(dòng)校正（MCFLIRT）。接著，對(duì)功能圖像進(jìn)行線性配準(zhǔn)（FLIRT），然后利用線性配準(zhǔn)結(jié)果再進(jìn)行非線性配準(zhǔn)（FMRIB）將功能像歸一化到標(biāo)準(zhǔn)空間。采用P < .05團(tuán)塊校正。在偽刺激條件下，用單樣本t檢驗(yàn)來考察恐懼大于基線的腦激活情況。然后用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)來考察tDCS條件與偽刺激條件間的大腦激活差異（單側(cè)檢驗(yàn)）。杏仁核激活的解剖學(xué)區(qū)域以Harvard-Oxford大腦概率圖譜作為參考，每個(gè)體素屬于杏仁核的概率需大于50%（經(jīng)過小體積校正）。行為數(shù)據(jù)在SPSS中使用重復(fù)測(cè)量方差的方法處理。
5.實(shí)驗(yàn)結(jié)果
在偽刺激條件下，研究者對(duì)比了高低注意負(fù)荷條件下，杏仁核對(duì)威脅刺激與中性刺激注意的差異。結(jié)果與前人的研究保持一致：右側(cè)杏仁核只有在低注意負(fù)荷的情況下才會(huì)對(duì)威脅刺激有注意偏向。結(jié)果圖4所示。
圖4 注意載荷在右側(cè)杏仁核對(duì)恐懼刺激反應(yīng)時(shí)的基線效應(yīng)
研究者對(duì)比了在tDCS刺激與偽刺激條件下被試對(duì)威脅刺激注意偏向的差異。結(jié)果表明，只有在低注意負(fù)荷條件下，tDCS顯著減少了左、右側(cè)杏仁核對(duì)威脅刺激的注意偏向。結(jié)果圖5所示。
圖5 tDCS在雙側(cè)杏仁核對(duì)恐懼刺激進(jìn)行反應(yīng)時(shí)的影響
全腦分析結(jié)果表明，與杏仁核活動(dòng)變化相反的是，tDCS顯著增強(qiáng)了與注意或注意選擇有關(guān)的腦區(qū)活動(dòng)，如額葉，顳葉和頂葉區(qū)。但這種效應(yīng)僅存在在低注意負(fù)荷條件下。具體如圖6所示。
圖6 tDCS刺激后,在恐懼條件下所激活的相關(guān)腦區(qū)
6 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
采用tDCS刺激背外側(cè)前額葉可增強(qiáng)注意皮層的控制功能，并同時(shí)減少杏仁核對(duì)威脅刺激的注意偏向。
總結(jié)
重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(rTMS)可通過調(diào)節(jié)背外側(cè)前額葉（DLPFC）來進(jìn)一步改善個(gè)體對(duì)威脅刺激的應(yīng)對(duì)方式，然而通過經(jīng)顱直流電刺激(tDCS)來干預(yù)DLPFC的手段還處于臨床研究階段。本研究可證實(shí)這種方法是可行的，相比于rTMS，tDCS的臨床治療具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：1）病人更容易忍受；2）更便宜；3）更容易操作。
原文：Effect of Prefrontal Cortex Stimulation on Regulation of Amygdala Response to Threat in Individuals With Trait Anxiety: A Randomized Clinical Trial
M Ironside, M Browning, TL Ansari, CJ Harvey… - JAMA …, 2019 - jamanetwork.com
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