情绪对认知损害效应的脑成像研究

摘要

我们介绍了一种利用功能性磁共振成像研究情绪对认知产生不利影响的神经机制的实验方案。该方案可用于健康个体和临床受试者。

摘要

情绪可以通过产生以下两方面影响认知 增强 （例如，对情绪性事件的记忆更佳）以及 损伤 （例如，情绪分心增强）效应（详见综述于 ¹）。补充我们最近的实验方案 ² 描述一种可用于研究情绪对记忆增强效应的神经相关机制的方法（另请参见 ^{1, 3-5}），本文介绍了一种可用于研究情绪对认知产生负面影响的神经机制的实验方案。该方法的主要特点是能够识别参与“热”情绪加工的腹侧神经系统与参与“冷”认知控制的背侧神经系统之间活动的相互调节关系。热情绪 系统）以及参与较高级别“冷”认知/执行加工的背侧系统（ColdEx 系统），这些与认知表现及个体行为差异相关（详见综述于 ¹）。自从首次引入以来 ⁶该设计在揭示情绪干扰对认知功能（特别是工作记忆，WM）的不利影响及其神经相关机制，以及应对此类干扰的策略方面，已证明具有极高的灵活性和广泛影响力。 ^7,11，在健康个体中 ^8-11 和临床参与者 ^12-14.

方案

一、任务设计、刺激材料与实验方案

1. 本方案的基本任务是一种延迟反应工作记忆任务，在记忆项目与探测项目之间的延迟间隔期间，呈现新的与任务无关的情绪性和中性干扰刺激（任务原设计示意图见图1）。参与者执行此任务时，同步记录事件相关功能磁共振成像（fMRI）数据。实际干扰刺激的打乱版本也可用作感知控制条件，其具有相同的基本属性（如空间频率和亮度）。

图1. 带干扰的延迟反应工作记忆任务的一般示意图（引自⁶，经许可）。记忆材料使用三张面孔，以充分激活背侧执行系统；干扰物则采用成对的新颖刺激，以增强情绪干扰对工作记忆（WM）表现及脑活动的影响。还可通过彩色呈现图片（图中未显示）以及配对具有相似情绪和语义内容的干扰物，进一步增强情绪干扰的影响。在此背景下，应注意在基本属性（如亮度和空间频率）¹⁵上对情绪性和中性图片进行匹配，以避免引入可能的混杂因素。要求参与者在持续处理干扰物的同时，将注意力集中在WM任务上，并通过按压反应按钮（1 = 旧，2 = 新）对探测刺激做出快速且准确的反应。刺激呈现采用CIGAL软件（

讨论

该实验设计首次提供了脑成像证据，表明情绪干扰对正在进行的认知过程的不利影响涉及HotEmo腹侧神经系统的与ColdEx背侧系统之间的相互调节。这种背侧-腹侧的功能分离与情绪干扰存在时工作记忆（WM）表现受损相关⁶，已在正常人群^8-11、临床人群^12-14以及其他状态异常条件下（如睡眠剥夺¹⁰和应激¹⁸）被系统性地重复验证。尤为重要的是，这种效应特异性地出现在正性和负性情绪干扰条件下¹⁷，而在中性干扰条件下则未观察到^{8, 19}。鉴于其广泛的适用性，该实验范式及其变体可用于研究健康人群和临床人群中应对与调节情绪干扰的神经相关机制。在后者群体中，该范式有助于识别焦虑障碍中观察到的情绪干扰效应加剧的潜在机制，这类障碍通常伴随情绪易分散性的增强（例如创伤后应激障碍、社交恐惧症）^12,20。该实验范式成功的关键在于能够同时探测与情绪和认知相关的脑区活动及其相互作用，并可根据研究目的灵活调整以确定情绪干扰的特异性。

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