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心理所研究揭示反芻思維的腦網絡機制
作者: 中國科學院行為科學重點實驗室 陳驍 嚴超贛 ║ 日期: 2020/07/31 

  “病態性的憂郁造成的直接后果就是每時每刻地考慮或者尋找那些會引起我們憤怒和不安的事情。”  

——阿圖爾·叔本華 

    

  “……在學校里,或者在學校外面,她永遠總是不對的,她常常感到她大概應該整天低著頭偷偷地過日子。她在自己的內心深處從來也拿不準,究竟是別人不對,還是她自己不對。她沒有做她的功課;是啊,她看不出有任何理由在她不愿意的時候,一定得去做她的功課。難道有什么神秘的理由讓她一定得那么做嗎?難道這些人,這些女教師,是什么神秘的權利,或者更高的善的代表嗎?她們仿佛覺得自己真是那樣。可是要了她的命她也無法明白,為什么就因為她背不下《皆大歡喜》中的三十行詩,就應該受到斥責和侮辱。不管怎么說,她能背與不能背到底有什么關系?……”                           

  ——D. H. 勞倫斯《虹》 

    

  當人們沉浸于悲傷和憂愁之中,頭腦中縈繞的痛苦念頭揮之不去時,這種現象在心理學文獻中被定義為“反芻思維(rumination)”。反芻思維的嚴格定義是一種對負性情緒本身及其可能原因和后果的反復思考(1)。這是一種比喻形式的命名,反芻是反芻類食草動物的一種習性,它們會把在胃中半消化的食物再退回口中咀嚼,當我們沉浸在負面想法中無法自拔時,我們就像那些反芻動物一樣把早已消化了的念頭不斷地拿回來反復考量。反芻思維和抑郁癥(重性抑郁障礙)存在著密切的聯系。它不僅是在抑郁癥患者身上極為常見的心理現象,而且也是導致抑郁癥的重要風險因素。反芻思維這樣的高級心理活動一般都被認為是大腦活動的外在表現,因此一個重要的問題就是:當我們陷入反芻思維時,大腦中究竟發生了什么?  

 

1. 反芻思維的腦網絡機制是怎樣的? 

 

  已有研究發現,反芻思維可能與人腦的一個大尺度腦網絡——默認網絡有關。默認網絡是一系列活動水平在靜息狀態下比執行任務時更高的腦區,它又可以被進一步細分為3個子系統:負責自我相關思維的核心子系統、負責邏輯關系思維與現在的背內側前額葉子系統以及負責自傳體記憶與過去的內側顳葉子系統(圖2)。已有研究發現,當我們進行反芻思維時,屬于默認網絡的大腦區域的活動水平上升了(2)。然而,在反芻思維時這些腦區之間的是如何相互作用的,人們并不清楚。 

    

2. 默認網絡包含的腦區,不同的顏色代表不同的子系統 

  紅色:核心子系統;藍色:背內側前額葉子系統;綠色:內側顳葉子系統 

 

  為解決上述問題,中國科學院行為科學重點實驗室嚴超贛研究組的研究者開展了一項研究。研究者使用指導語,引導健康成人被試在功能磁共振成像掃描儀中進入一段時間較長的、連續的反芻思維狀態,隨后計算被試默認網絡及其各個子系統腦區在這一整段時間內的腦活動模式之間的相似性(皮爾遜相關系數),這種相似性一般被稱為腦區之間的“功能連接(functional connectivity)”。最后比較了這種相似程度在兩種條件下(反芻思維和分心)之間的差別。分心是一種與反芻思維截然不同的心理狀態,研究者使用它來作為參照條件。 

  結果表明,在反芻思維狀態下,默認網絡各個腦區之間的功能連接是顯著下降的。在子系統水平上更為精細的分析則揭示這種下降可能是不同子系統之間的關系在反芻思維狀態下發生分化的表現:和分心狀態下相比,反芻思維狀態下核心子系統和內側顳葉子系統之間的功能連接上升,而和背內側前額葉子系統之間的功能連接下降,此外,內側顳葉子系統內部的功能連接也顯著下降(圖3)。 

 

3. 反芻思維的腦網絡機制 

    

  該研究結果提示了反芻思維形成機制的一種有趣可能:反芻思維可能是由于默認網絡核心子系統對內側顳葉子系統的腦活動的過度控制導致的。核心子系統與自我以及情緒價值思維有關,而內側顳葉子系統負責自傳體記憶和過去,也負責新異想法產生。當一切正常時,來自內側顳葉子系統的回憶和新異想法源源不斷地產生,而核心子系統則負責對這些回憶和想法進行調節,并且對它們賦予自己的情感價值判斷:哪些想法是好的,哪些是壞的,哪些令人滿意,哪些讓人沮喪。但是當人們陷入反芻思維時,來自核心子系統的控制變得如此強烈,以至于內側顳葉子系統的活動被壓縮在狹小范圍之內,沉浸在過去中。這時反芻思維的“惡性循環”就形成了(4)(圖4)。 

 

4. 核心子系統對內側顳葉子系統的過度控制導致反芻思維(4) 

 

  該研究啟示,當核心子系統與負責過去的內側顳葉子系統交互過度,而與負責現在的背內側前額葉子系統交互欠缺,人們就陷入反芻思維之中了。因此,人們要更多地思考當下,而不是過去,這樣有助于減少反芻思維。一種良好的練習形式是進行正念冥想,要求練習者關注當下,并且不進行評判(參見嚴超贛研究組的另一項關于正念冥想的研究(5))。此外,未來經顱磁刺激或深度腦刺激的相關研究,可以考慮以增強核心子系統與背內側前額葉子系統的功能連接,降低核心子系統與內側顳葉子系統的功能連接,作為靶點來降低反芻思維,探索治療抑郁癥的新方式。 

  此外,目前腦成像領域面臨的一個重大挑戰是結果的可重復性。為保證結果的可重復性,該研究的所有結果都在兩個站點(北京大學和中科院心理所)的三臺不同的掃描儀上進行了重復驗證。該研究的所有原始的腦成像數據(http://rfmri.org/RuminationfMRIData)以及代碼(https://github.com/Chaogan-Yan/PaperScripts/tree/master/Chen_2020_NeuroImage)都已公開共享,研究者可以根據其中的Readme.docx進行重復驗證。 

  該研究獲國家重點研發計劃(2017YFC1309902);國家自然科學基金(8167177481630031);抑郁癥靜息態功能磁共振成像特色數據庫(二期)(XXH13505-03-213);中國科學院重點部署項目(ZDBS-SSW-JSC006);北京市科技新星(Z191100001119104);中國科學院心理研究所科研啟動經費(Y9CX422005);中國博士后科學基金(2019M660847)項目支持。研究成果已在線發表于NeuroImage,第一作者為心理所博士后陳驍,通訊作者為嚴超贛研究員。 

    

  論文信息: 

  X. Chen et al., The Subsystem Mechanism of Default Mode Network Underlying Rumination: a Reproducible Neuroimaging Study. NeuroImage https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2020.117185, 117185 (2020). 

  原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1053811920306716 

    

  參考文獻: 

  1.S. Nolen-Hoeksema, B. E. Wisco, S. Lyubomirsky, Rethinking Rumination. Perspectives on Psychological Science 3, 400-424 (2008). 

  2.H. X. Zhou et al., Rumination and the default mode network: Meta-analysis of brain imaging studies and implications for depression. Neuroimage 10.1016/j.neuroimage.2019.116287, 116287 (2019). 

  3.X. Chen et al., The Subsystem Mechanism of Default Mode Network Underlying Rumination: a Reproducible Neuroimaging Study. NeuroImage https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2020.117185, 117185 (2020). 

  4.M. Bar, A cognitive neuroscience hypothesis of mood and depression. Trends in cognitive sciences 13, 456-463 (2009). 

  5.Y.-Q. Shen, H.-X. Zhou, X. Chen, F. X. Castellanos, C.-G. Yan, Meditation effect in changing functional integrations across large-scale brain networks: Preliminary evidence from a meta-analysis of seed-based functional connectivity. Journal of Pacific Rim Psychology 14, e10 (2020). 

    

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