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中科院心理研究所近期科研信息概览

荟萃心理学各领域新进展、新动态

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中国科学院心理研究所　　近日，中国科学院心理研究所魏高峡副研究员带领团队开展了一项追踪实验研究。该研究发现，8周包含内在感受性提升的太极拳锻炼能显著提高个体正念水平，并且观察到这种正念水平的改善效应在太极拳锻炼结束16周后仍然存在。　　研究招募了61名健康成年人被试，分为太极拳组和不参与任何锻炼的对照组。太极拳组被试进行了每周3次，每次1小时，持续8周的简化14式太极拳学习。在干预开始前、结束时以及锻炼结束16周后，通过《五因素正念量表》及《多维度内在感受性量表》测量所有被试的正念及内在感受性水平。　　结果发现，太极拳锻炼者的正念水平（包括描述、觉知行动、不判断及不反应）表现出显著提升，且高于对照组被试（图1）。在内在感受性方面，锻炼者与自我调控相关的维度分数（包括注意力调试、自我调试及信任）也表现出显著的提升（图2）。太极拳锻炼可能通过增强个体内在感受性的觉知，提高了其正念水平。此外，追踪研究表明，在锻炼结束16周后，太极拳组被试的正念水平在描述、觉知行动、不判断维度以及内在感受性的信任维度分数上仍显著高于对照组。图1八周太极拳锻炼改善锻炼者的正念水平　　图2八周太极拳锻炼改善锻炼者的内在感受性水平　　目前，太极拳技术正逐渐被作为一种替代医学的手段应用到临床干预中。该研究关于太极拳和正念关系的探讨，对其在情绪障碍等身心疾病中的应用和推广具有重要的启示意义。　　该系列研究受国家自然科学基金()和中国科学院心理研究所自主部署项目的资助。　　相关研究论文已发表于Mindfulness：

Chen,L.-Z.,Dai,A.-Y.,Yao,Y.,Si,R.,Hu,Z.,Ge,L.,Du,X.,Li,A.,Wei,G.-X.().Effectsof8-WeekTaiChiChuanPracticeonMindfulnessLevel.Mindfulness.

　　幸运的是，在与疼痛共存的漫长历史中，人类自身也逐渐演化出了一系列抵抗疼痛的手段。这些源自生物本能的“天然镇痛手段”为开发非药物镇痛方法提供了思路和启示。试想，如果我们在关门的时候，手指不小心被门夹到了，我们的第一反应是什么？迅速缩手，并大幅甩动受伤的手！这一再自然不过的反应，产生的原因是什么呢？　　如果仔细体会整个过程，我们将发现，在甩手的过程中，手上的疼痛感有明显的减弱。这种现象称为动作诱发的痛觉减退（movement-inducedhypoalgesia）。不过，目前研究者对这一现象的内在机制尚无定论，无法明确这一动作镇痛效应是单一神经机制还是多种神经机制共同作用的结果。　　为解决这一难题，中国科学院心理健康重点实验室的胡理研究员和吕雪靖副研究员等人深入分析了三种主流镇痛机制的特征，并通过一系列实验对甩手动作后的镇痛效果进行评估，借助心理物理测量和脑电技术量化了甩手动作与痛觉减退效应之间的关系，证实了动作诱发的痛觉减退现象是由三种机制共同作用的结果。　　动作诱发的痛觉减退存在三种可能的内在机制：一是在运动执行过程中，大脑为减少运动产生的感觉输入对认知资源的占用，会阻止自主运动部位的感觉信息的上传，因此导致运动过程中的感觉衰减（即自传入镇痛机制）；二是动作诱发的痛觉减退是由于运动造成的粗纤维（A和Aβ纤维）激活抑制了细纤维（A和C纤维）对伤害性信号的传导，从而减弱其向更高一级的中枢神经系统传导伤害性神经冲动（即非伤害性干扰机制，又称闸门控制理论）；三是自主运动也可能改变人们对伤害性刺激的预期与注意，从而通过疼痛下行抑制通路缓解疼痛（即疼痛下行抑制调控机制）。从这三种机制产生的镇痛作用的时空特征来看（图1），自传入镇痛机制产生的是持续时间较短的局部镇痛效果；非伤害性干扰机制产生的是持续时间较长的局部镇痛效果；而疼痛下行抑制调控机制产生的则是持续时间较短的全局镇痛效果。图1三种动作镇痛机制的时空特征简图　　以这三种动作镇痛机制的时空特征差异为基础，该项研究通过五个密切相关的实验，对名健康被试甩手动作后的疼痛感受进行系统评估，明确了这三种机制在动作诱发的痛觉减退中均起重要作用，并借助脑电技术研究了这一现象背后的中枢神经机制。　　具体来说，该研究首先探究了甩手频率（1Hz或5Hz）对镇痛作用的影响（实验一），确定了高频率甩手可起到更强的镇痛作用。在此基础上，该研究通过操纵甩手和疼痛刺激之间的时间间隔（分别为1s，5s，10s，15s，20s和30s；实验二、实验三），刻画了甩手镇痛效果的时间特征；通过操纵甩动手和接受疼痛刺激手的异同性，即甩手后疼痛刺激施加于甩动手（相同手）的手背或非甩动手（不同手）的手背（实验四、实验五），刻画了甩手镇痛效果的空间特征。　　研究结果显示，镇痛效果随着甩手动作与施加刺激之间时间间隔的延长先快速下降，再缓慢下降并维持较长时间；疼痛刺激施加于非甩动手手背时，依然有一定的短时镇痛作用，但镇痛效果明显弱于疼痛刺激施加于甩动手手背时的镇痛效果。同时，脑电研究（实验五）也发现，刺激前脑神经振荡信号中alpha频段能量在甩手后1s显著下降（图2），该变化反映了双侧感觉运动皮层的激活，进而对疼痛施加自上而下的抑制调控。　　综上，甩手既有较强的短时局部镇痛作用（自传入镇痛机制），也有一定程度的长时局部镇痛作用（非伤害性干扰机制），还有较弱的短时全局镇痛作用（疼痛下行抑制调控机制）。因此，动作诱发的痛觉减退现象是由三种不同机制共同作用的结果。　　该研究深化了研究者对主动运动镇痛效果和神经机制的认识，为开发非药物镇痛方法提供理论依据，有助于优化疼痛管理策略，缓解病人痛苦，提高他们的生活质量。图2主动运动对自发脑神经振荡信号的影响　　该研究受国家自然科学基金委项目（,,）资助。　　研究成果已在线发表于《纽约科学院年鉴》（AnnalsoftheNewYorkAcademyofSciences）：

论文信息：

Lu,X.,Yao,X.,Thompson,W.F.,Hu,L.().Movement-inducedhypoalgesia:behavioralcharacteristicsandneuralmechanisms.AnnalsoftheNewYorkAcademyofSciences.

　　中国科学院心理健康重点实验室神经心理学和应用认知神经科学（NACN）实验室的黄佳博士与陈楚侨研究员，及其合作者进行了一项研究，考察付出回报型失衡和分裂型特质两者如何与脑结构与功能改变关联。研究者入组了37例高分裂型特质个体和36例低分裂型特质个体，采集了他们的静息态功能像和结构像数据。所有的被试也完成了付出-回报失衡量表。　　研究结果发现，高分裂型特质个体更可能知觉到付出回报型失衡。更有趣的是，研究还发现付出回报型失衡的严重程度与高分裂型特质个体左侧苍白球的灰质体积下降有关，还和前额叶、纹状体和小脑之间的功能连接改变有关。低分裂型特质个体并没有表现出这种改变。　　综上所述，该研究结果发现表示付出-回报失衡和高分裂型特质个体的灰质体积减少以及静息态的功能连接改变有关。　　该研究是由国家重点研发计划，国家自然科学基金，北京市科委领军人才和中国科学院心理健康重点实验室资助。　　该研究论文已发表于期刊CognitiveNeuropsychiatry：

Yan,Y.J.,Huang,J.*,Lui,S.S.Y.,Cheung,E.F.C.,Madsen,K.H.,Chan,R.C.K.*(inpress).Theeffectofeffort-rewardimbalanceonbrainstructureandresting-statefunctionalconnectivityinindividualswithhighlevelsofschizotypaltraits.CognitiveNeuropsychiatry, 　　

　　为此，中国科学院心理研究所李娟研究组的科研人员进行了一系列的研究，探究无创性脑刺激对老年人认知能力及心血管健康的影响及其作用机制。包括一项tDCS元分析研究、一项tDCS干预研究和一项rTMS干预研究。　　鉴于当前tDCS是否能提升老年人情节记忆的研究结果并不一致，研究者首先开展一项元分析研究，旨在为tDCS对老年人情节记忆功能的影响功效提供定量评估。最终包含名60岁以上参与者的24篇文章符合纳入标准，结果发现与假刺激组相比，tDCS组在即刻刺激后(Hedgesg=0.，p=0.)和长期随访(Hedgesg=0.，p=0.)时均显示出显著的记忆改善，并且这个改善效果在认知正常和认知受损老年人之间没有差异。　　在元分析表明tDCS能够改善老年人记忆衰退的基础上，研究进一步通过功能性核磁共振（fMRI）探索其背后的作用机制。49名健康的老年人接受了作用于左侧背外侧前额叶的10次tDCS或假刺激。刺激前后，研究者对老年人进行一系列的神经心理测验，并请他们在核磁共振扫描过程中执行了一项来源记忆任务。结果发现，与假刺激相比，tDCS并没有提高健康老年人的执行功能成绩，但是在记忆提取阶段tDCS刺激区域（即前额叶皮层区域）的大脑激活水平在刺激后升高，并延伸到双侧前扣带皮层（如图1），同时老年人的记忆（项目记忆）成绩提升，更为重要的是，前额叶皮层的神经变化与记忆增益显著相关。这提示tDCS可以通过提升提取阶段神经激活水平来改善老年人的记忆。图1项目记忆提取期间tDCS相关活动改变示意图大脑区域在(a)双侧前扣带回(BA32)，(b)左额中回(BA10)和(c)左额中回2(BA9/46)的激活中显示出显著的组间(tDCS组vs假刺激组)×测试时间(前测vs后测)交互作用，柱状图为大脑激活beta值　　以往研究发现，老年人即使能够做到记忆成绩和年轻人相当，但是在神经活动层面往往还是可以观察到年龄差异，即老年人动用了补偿机制。比如事件相关电位研究发现，在记忆提取阶段存在典型的“新旧效应”（能够正确提取的旧项目比新项目诱发更大的正走向的波幅），老年人除了和青年人有共同的顶叶新旧效应，还通常存在仅在老年人出现的晚期后部翻转的新旧效应。　　tDCS研究发现脑刺激能够通过提升提取阶段神经活动水平来改善老年人的记忆成绩，但是尚不能回答这种神经的可塑性是进一步增强了老年人特有的补偿机制，还是使得老年人和年轻人共同的神经活动得到了增强，换言之，脑刺激可以诱发老年人定量还是定性的神经可塑性变化？　　为了回答这个问题，李娟研究组开展了一项rTMS干预研究。基于随机控制设计，对实验组健康老年人的右半球背外侧前额叶(rDLPFC)施加10Hz的为期两周总共10次的rTMS干预，对照组的健康老年人则接受假刺激。干预前后，研究者让老年人进行来源记忆任务，同时记录EEG。结果发现，rTMS改善了健康老年人的来源记忆成绩。更为有趣的是，老年人特有的回想成分——晚期后部翻转的新旧效应并没有出现rTMS组与对照组的差异，但年轻人依赖的回想成分——左侧顶叶新旧效应在rTMS组表现出选择性提高（见图2-3），这说明rTMS使得老年人的记忆提取过程更加“年轻化”，也就提示脑刺激是可以诱发老年人定性的神经可塑性变化。

图2rTMS组干预前、后来源记忆提取时ERPs

（-ms顶叶新旧效应；-1ms翻转新旧效应）

图3对照组干预前、后来源记忆提取时ERPs

（-ms顶叶新旧效应；-1ms翻转新旧效应）

此外，在躯体健康水平，尤其是心血管相关的健康指标上发现，相比于对照组，rTMS干预组的老年人表现出血脂水平的显著降低，包括总胆固醇(CHO)和甘油三酯(TG)；同时，rTMS还增加了促甲状腺激素和甲状腺素(T4)水平，这表明rTMS可以通过改变下丘脑-垂体-甲状腺(HPT)轴的活动来调节血脂代谢，减少健康老年人罹患心血管病的风险。　　综上，李娟研究组的一系列研究表明，无创性脑刺激能够使得健康老年人大脑“年轻化”，可作为一种有效手段改善老年人记忆能力及血脂代谢，提升老年人大脑认知及躯体健康水平。该系列研究为无创性脑刺激技术在健康老年人中的应用提供了重要依据。　　该系列研究受到国家重点研发项目(YFC，YFC,YFC2701,YFB，YFC)，国家自然科学基金(，，，)，北京市科学技术委员会(Z171100008216，Z171100016)资助。