成瘾脑网络的新型调节方法——催产素与实时神经反馈

摘要

成瘾是一个世界范围内愈演愈烈的社会问题。多年来的影像学研究发现成瘾的形成和发展不仅与大脑中奖赏回路的异常有关，还伴随着前额行为调控区域以及情绪加工系统的变化，因而是一种大脑网络水平上的障碍。回顾前人研究可以看出，成瘾根据其发展过程可主要划分为滥用——沉迷、戒断——消沉、占据——渴求三个阶段。在滥用——沉迷阶段中受到成瘾物正强化机制影响而发生功能紊乱的主要是大脑中的纹状体区域，这个区域的活动失调与成瘾者的渴求感和药物摄取行为密切相关；而在戒断——消沉阶段，成瘾者脱离药效后各类负面情绪状态的来源是受药物毒化而失调的杏仁核系统，这种负强化机制导致成瘾者再次寻求药物以缓解负面情绪状态。然而，尽管成瘾的神经机制已得到较为充分的认识，现有的传统治疗方案在戒断率、复发率和毒副作用方面仍然存在很大的改进空间。为了提高成瘾的治疗效果，需要开发新型、更加有效的治疗方法作为现有治疗手段的补充和替代。 催产素和实时神经反馈是两种近年来被学界认为较有潜力的大脑干预和临床治疗手段。基于成瘾治疗的现状和成瘾的神经机制，本论文计划结合神经影像和大脑调节技术，探索催产素和实时神经反馈对健康被试大脑中纹状体和杏仁核系统的干预效果，以初步探讨它们在成瘾临床治疗中的潜力。 在实验一中我们采用随机双盲安慰剂组设计，使用141名健康个体研究了鼻喷催产素后大脑中纹状体网络的静息态功能连接变化。我们发现与安慰剂组相比，催产素显著地提高了药物组被试腹侧尾状核到背前侧扣带皮层、苍白球到初级运动皮层之间的功能连接，并降低了腹侧中部壳核与小脑后侧区域之间的功能连接。对这些纹状体回路行为属性的解码研究发现它们都与导致成瘾线索强化、成瘾渴求度和药物使用等行为有关。这些结果证实催产素调节纹状体网络的效应，但催产素对于成瘾者的实际临床治疗效果还有待将来研究的验证。 由于高焦虑特质的个体与成瘾者具有类似的情绪失调特征，在实验二中我们招募了30名高焦虑特质的被试，探索针对前额叶—杏仁核情绪调节回路的训练是否能够使他们学会自主提高此大脑回路的功能连接水平并由此强化情绪调节能力。我们发现，被试通过训练能够掌握这种对情绪回路活动的自主控制能力。神经反馈训练降低了个体观看负性情绪图片后的焦虑感，并且焦虑感的降低幅度与情绪调节回路功能连接的提高之间显著相关。这些结果表明，本研究采用的这种实时神经反馈方式能够帮助情绪失调者提高应对负性情绪状态的能力，因此具有帮助成瘾者抵御情绪失调并阻止复发的潜力，但具体临床应用效果还需后续研究作进一步验证。 通过这两个实验，我们分别探索了两种新型大脑干预方法——催产素和实时神经反馈训练分别调节成瘾网络中的纹状体和杏仁核系统的效果，在一定程度上证实了这两种干预方法分别对成瘾脑网络中正强化和负强化回路的调节能力。本研究的结果有待于将来在成瘾人群中的进一步临床研究验证。

目录

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1成瘾的特征及其社会危害

1.1.2成瘾的药物治疗

1.1.3成瘾的认知行为治疗

1.1.4研究背景小结

1.2.1成瘾的人格特质因素

1.2.2成瘾的三个阶段及相应神经机制

1.2.3新型治疗手段——催产素

1.2.4新型治疗手段——神经反馈训练

1.3本章小结及对应研究计划

第二章催产素对成瘾正强化回路功能连接的影响

2.1研究背景

2.1.1成瘾的正强化机制——纹状体网络

2.1.2针对纹状体网络的新型调节方法——催产素

2.2研究方法

2.2.1被试招募与实验流程

2.2.2磁共振数据采集

2.2.3头部运动伪迹的控制方法

2.2.4静息态磁共振数据预处理

2.2.5计算纹状体网络的功能连接水平

2.2.6各纹状体子区域的功能连接网络验证

2.2.7量化控制其它生理性信号

2.2.8催产素对纹状体功能连接的影响

2.2.9解析催产素对大脑回路效应的行为属性

2.3研究结果

2.3.1情绪性混淆因素组间比较的结果

2.3.2催产素对纹状体子区域静息态功能连接的影响

2.3.3受催产素影响的功能连接回路的行为属性

2.4讨论

2.5本章小结

第三章实时神经反馈训练对成瘾负强化回路的调节效应研究

3.1研究背景

3.1.1成瘾的负强化机制——杏仁核回路

3.1.2杏仁核回路的新型调节方法——实时神经反馈训练

3.2.1被试招募

3.2.2实验设计和流程

3.2.3磁共振扫描参数

3.2.4定位任务

3.2.5神经反馈训练任务

3.2.6训练的结果指标

3.3研究结果

3.3.1数据收集状况及质量

3.3.2基线情绪状态及焦虑水平

3.3.3反馈训练的顺序效应和后续效应

3.3.4定位任务中的大脑活动

3.3.5自主情绪调节引起的大脑活动

3.3.6神经反馈训练对情绪调节回路的作用

3.3.7 神经反馈训练降低焦虑水平的效果

3.3.8神经反馈训练的大脑效应与情绪效应的联系

3.3.9训练效应的保持效果

3.3.10被试习得的情绪调节策略

3.4讨论

3.5本章小结

第四章总结与展望

4.1全文总结

4.2后续工作展望

致谢

参考文献

附录

攻读博士学位期间取得的成果