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背外侧前额叶损伤患者跨时选择能力的研究

更新时间:2009-03-28

随着现代医学的发展,脑损伤存活率有所提高,但损伤后的认知功能障碍却常影响患者对外界环境的感知和适应,对患者的远期影响超过躯体障碍本身[1]。研究[2-4]表明,背外侧前额叶损伤的患者在决策、冲动的自我控制、时间感知、情绪管理、工作记忆、道德判断等方面均有明显损伤。决策是指对已有方案进行评估和选择的过程,跨时决策是决策中十分常见及重要的研究主题,也是目前决策的神经科学领域中研究的热点[5]。跨时决策是指对未来不同时间点上的结果权衡做出的决策过程,即决策的结果在时间上是延迟的。人类的许多决策都是基于时间维度对成本和利益的权衡而做出的。本研究采用跨时选择中文版实验范式研究背外侧前额叶(dLPFC)损伤患者的跨时选择能力,进一步探讨dLPFC在跨时选择中的作用。

1 对象与方法

1.1 对象 (1)dLPFC组:系2016年9月~2017年6月在安徽医科大学第一附属医院就诊,经头颅CT或MRI证实为dLPFC局灶性损伤的患者25例,均为右利手。患者病情稳定,脑损伤病程>1个月。入组标准:①MMSE评分≥24分;②具有正常的视、听力和语言理解表达能力;③排除焦虑及抑郁;④排除正在使用精神活性药物、物质滥用、家族性或遗传性神经及精神系统疾患、既往有影响认知功能的相关疾病以及检查不合作者。男18例,女7例;年龄20~55岁,平均(38.76±10.12)岁;病程38~365 d,平均(134.39±98.19) d;平均受教育年限(10.36±2.23)年;外伤10例,脑出血6例,脑肿瘤术后6例,脑梗死2例,脑脓肿1例;左侧脑损伤12例,右侧脑损伤13例。(2)健康对照(HC)组:来自于同期安徽医科大学在校学生、健康护工及患者家属27人,均无严重躯体疾病、精神疾病等病史。男15人,女12人;年龄19~63岁,平均(34.37±11.79)岁;平均受教育年限(9.96±2.65)年。两组间年龄、性别、教育年限差异无统计学意义(均P>0.05),具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 神经心理学背景测试 采用MMSE、词汇流畅性测试(VFT)、数字广度测试(DS)、色字干扰实验对入组者进行神经心理学背景测试。

1.2.2 跨时选择测试及分组 被试处于安静环境内,使用联想G460笔记本电脑,运行E-prime 1.0程序。告知被试,屏幕的左右将呈现两个时间金钱组合的选项,表示在不同时间给予被试不同金钱,请被试选择自己认为较有利的选项,以鼠标的左右键代表左右选项。实验结束后,随机选择一次他之前的选择,作为他的报酬。程序共有36次选择,采用随机呈现的模式,每次选择均提供两个选项,分别为时间较短-金额较少(SS)选项,和时间较久-金额较大(LL)选项。SS选项始终位于屏幕左侧,LL位于屏幕右侧。该实验为根据以下条件进行的全析因设计:(1)根据SS选项是否延迟(今天或2周后获得SS奖赏)分为18个now测试(SS为即刻奖赏,LL为延迟奖赏)及18个not-now测试(SS及LL均为延迟奖赏);(2)SS与LL选项间的时间间隔为2周或4周;(3)SS与LL选项之间的金额差值量级固定为0.5%、1%、10%、15%、20%、25%、30%、50%和75%。根据SS及LL的金额差值可将36次选择分为3个部分,0.5%、1%及10%分为低金额差值,其中LL比SS稍多;15%、20%及25%为中金额差值,其中SS与LL差值居中;30%、50%及75%分为高金额差值,其中LL比SS多很多。记录被试者在now条件及not-now条件下每个金额差值下选择LL的比率。

在商务英语研究的实际中,交叉发展是开展商务英语学科建设的必然途径。通过学科建设的实际反映,把学科发展和提高学科教学水平的积极的因素和有力措施运用起来作为主线,其实践过程统称为学科建设。学科的发展永无止境,但是在每个阶段,学科研究的能力是受到一定的限制的,这也造成了学科建设存在一定的矛盾,而认识和把握科学的学科发展特定规律及顺应时代形势发展需要,做到顺势而为是解决该矛盾的出发点和立足点。所以必须要全面、科学、客观地认识到开展学科建设的意义。

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实验技术人员对机能“三理”知识并不熟悉,自身实验水平并没有适应综合性机能实验,对机能实验的开发和探索作用有限。此外,新式实验设备的运用和实验设备对计算机系统的依赖,要求技术人员的实验管理能力更加全面、综合。但目前,实验技术人员受学历、年龄等限制,综合素质并不高,工作能力有待加强。

2.1 dLPFC组和HC组神经心理学背景测试结果的比较 见表1。与HC组比较,dLPFC组顺序数字广度、VFT评分显著降低,色字干扰实验时间显著升高(P<0.05~0.01),倒序数字广度评分差异无统计学意义(P>0.05)。

1.2.3 统计学方法 采用SPSS 16.0统计软件进行统计处理。运用独立样本t检验、χ2检验和Pearson相关分析方法进行统计分析,取α=0.05为检验差异显著性标准。

  

表1 dLPFC组和HC组神经心理学背景测试结果的比较(x±s)组别例数MMSE(分)DS(分)顺序数字广度倒序数字广度VFT评分(分)色字干扰实验(s)dLPFC组2527.80±1.715.88±1.884.08±1.4410.12±3.6817.31±12.82HC组2728.11±0.707.41±1.124.85±1.3812.95±3.208.84±7.65t值0.8483.5281.9742.714-2.689P值0.4030.0010.0540.010 0.011

本研究结果发现,dLPFC损伤患者的跨时选择行为与正常对照者相比有明显的改变,相较于LL的奖赏,dLPFC组更倾向于SS的奖赏。进一步分析发现,在即刻奖赏参与的now条件下,dLPFC组在中金额差值部分LL选择比率较HC组明显降低,在低金额差值部分、高金额差值部分及无即刻奖赏参与的not-now条件下未见明显差异。即dLPFC组在跨时选择中冲突决策占优势,更倾向于即刻的金额较少的奖赏。

跨时选择的神经机制目前主要有3种神经机制加工模型。单系统加工神经模型(single-valuation)认为大脑中至少有一个脑区以双曲线折扣模型编码奖赏的主观价值,即同时编码即刻奖赏和延迟奖赏。通过比较二者主观价值的高低进行决策,主要激活腹侧纹状体(VS)、前额叶内侧面(MPFC)及扣带回后部(PCC)等相关脑区,且激活程度与奖赏的大小呈正相关,与延迟的时间负相关[6]。双系统加工神经模型(dual-valuation)认为跨时选择过程中由β系统和δ系统进行控制。β系统被认为是情绪化的认知加工模式,只负责即刻的奖赏加工,主要表现为不耐心,只参与在有即刻奖赏的跨时选择中。主要激活的是VS及奖赏相关的中脑-边缘系统的多巴胺系统、MPFC和PCC等与单系统加工神经模型相似的脑区。δ系统被认为是一种更耐心的认知加工模式,负责权衡即刻和延迟奖赏价值加工。主要激活的脑区是外侧前额叶和顶叶后部。在跨时决策过程中,β系统和δ系统共同协调从而做出决策选择[7]。不管是单系统价值评估模型还是双系统价值评估模型都认为人们在跨时选择中的选择偏好是基于对价值的比较,而没有其他过程的干预。自我控制系统(self-control)认为自我控制能力凌驾于价值评估系统之上,参与决策过程,但不影响价值的评估。该系统主要激活外侧前额叶,且激活程度与奖赏的延迟时间呈正相关[8]。自我控制是指个体有意识控制冲动行为、抵制满足直接需要和愿望的能力,目的是为了执行能带来长期利益的目标指向的行为[9]。自我控制的减弱直接或间接导致了肥胖、药物滥用、暴力犯罪、饮食障碍、性传播疾病等问题[10-11]。这三个理论各有优劣,主要基于功能MRI及重复低频经颅磁刺激提供的间接证据。据此可以认为,dLPFC皮质在自我控制的执行中发挥着重要的作用,dLPFC损伤患者自我控制能力相对减弱。

2) 信号发射气枪与拖线阵水听器所在线阵之间的阵型变化。信号发射装置与接受装置的位型变化过大会极大影响装置的工作效果。

2.4 相关性分析 采用相关性分析发现,dLPFC组中色字干扰实验时间与now条件下中金额差值组LL选择比率呈正相关(r=0.475,P=0.019),而与年龄、教育年限、MMSE评分、DS评分、VFT评分无关。

  

表2 dLPFC组和HC组LL选择比率的比较(x±s)组别now低金额差值中金额差值高金额差值总体not⁃now低金额差值中金额差值高金额差值总体dLPFC组(n=25)5.33±20.2518.00±28.4342.66±34.0522.00±23.5914.81±16.8333.38±25.7559.20±32.8035.86±20.73HC组(n=27)6.67±18.6324.67±27.6948.00±38.2826.84±24.4911.73±23.0330.83±26.4346.91±37.2829.84±21.36t值1.8412.0471.7832.2540.8670.826-0.1040.533P值0.0720.0460.0810.0290.3900.413 0.9180.596

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2.2 dLPFC组和HC组跨时选择测试结果的比较 见表2。在now及not-now条件下,随着金额差值量级的增加,LL选择比率均呈逐渐增加的趋势。在now条件下,dLPFC组LL选择比率显著低于HC组(P<0.05);dLPFC组中金额差值LL选择比率显著低于HC组(P<0.05),两组间低金额差值及高金额差值LL选择比率差异无统计学意义(均P>0.05)。在not-now条件下,dLPFC组与HC组LL选择比率差异无统计学意义(P>0.05);两组间各金额差值选择LL的比率差异无统计学意义(均P>0.05)。

2.3 LL选择比率与金额差值量级及条件的关系 对dLPFC组和HC组进行重复测量方差分析显示,dLPFC组和HC组LL选择比率与金额差值量级显著相关(F=26.615,P=0.000;F=21.683,P=0.000),与now或not-now无关(F=0.427, P=0.517; F=0.587, P=0.447)。

本研究结果显示,在now条件下,dLPFC组LL选择比率显著低于HC组(均P<0.05),为dLPFC参与跨时选择提供了更直接的证据。跨时选择包含两个过程:价值评估过程以及选择过程[12]。自我控制系统仅参与选择过程,不参与主观价值的评估,能更直观解释对于价值判断和决策的差异性产生的选择偏好翻转现象,即在跨时选择过程中虽然即刻奖赏的主观价值高于延迟奖赏,但是个体为了远期利益仍选择延迟奖赏[13]。与自我控制相关的脑区主要定位于dLPFC皮质,dLPFC的破坏使得被试自我控制能力减弱,冲动性决策占优势。Steinbeis等[14]的研究表明,在青少年群体中跨时选择中自我控制能力与年龄呈正相关,主要与dLPFC随生长发育成熟,自我控制能力增强有关。Figner等[8]研究表明,以重复经颅磁刺激的方式暂时抑制左侧dLPFC的功能,导致被试自我控制能力减弱,冲动性选择增多,且未影响主观价值的评估,证实了dLPFC在跨时选择中的自我控制中的因果作用。Knoch等[15]采用相同的方法发现,对dLPFC活动的抑制会使被试在重复信任游戏(repeated trust game)中为了获得欺骗同伴所带来的短期收益放弃而作为受人信任的合作伙伴的长远回报。本研究结果与以往dLPFC在跨时选择中执行自我控制模式的神经机制相一致,但具体调控机制还有待进一步研究,可能的机制包括调整价值高低的评估、价值评估的输入、重新权衡奖赏的大小及延迟时间或对于选择的直接影响如对偏好选择的抑制等[16]

譬如有的人一喝牛奶就腹泻,有的人一喝豆浆就胀气,也有的人吃了蜂蜜就滑肠……这说明即使是有营养的食品,各人也都有个体质适应的问题。这里的关键是适应,凡事适应就好。饮食上如此,作息也是这样。

同时在背景测试中,dLPFC组与HC组在DS、VFT评分及色字干扰实验时间上的均有显著性差异,说明dLPFC损伤患者在注意力、语言及执行功能上存在损伤。本研究发现,dLPFC组中色字干扰实验时间与now条件下中金额差值组LL选择比率呈正相关(r=0.475,P=0.019),说明患者执行功能受到损伤。执行功能在决策中有着重要作用,因此dLPFC损伤患者执行功能障碍可能导致跨时选择行为异常。

本研究证实,dLPFC损伤患者存在着跨时选择行为改变,更倾向于冲动决策,表明dLPFC是参与跨时选择关键的脑区,其可能的机制是dLPFC参与跨时选择中自我控制过程。

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代晨阳,马慧娟,胡盼盼,柏同健,王璐,吴兴启,汪凯
《临床神经病学杂志》2018年第02期文献

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