經前期綜合征與獎賞進程失調——來自腦電的證據*

侯璐璐 陳蒞蓉 周仁來

經前期綜合征與獎賞進程失調——來自腦電的證據

侯璐璐 陳蒞蓉 周仁來

(南京大學心理學系, 南京 210023)

研究表明, 經前期綜合征(Premenstrual syndromes, PMS)女性的情緒平衡性存在問題, 而現有研究多從負性情緒上升的角度考察PMS的發病機制, 而對其正性情緒缺損的關注不足。鑒于正性情緒與獎賞進程密切相關, 本研究試圖從獎賞進程失調的角度考察PMS女性與健康女性的差異以及該差異是否存在階段特異性的問題, 以期從正性情緒缺損的角度揭示其發病機制。具體而言, 分別選取PMS女性與健康女性23名和22名, 考察兩組被試在黃體晚期(即經前期)和卵泡早期(即經后期)正性情緒以及完成賭博任務時的腦電數據時域和頻域的差異。主觀問卷結果顯示, PMS女性的愉快和平靜情緒低于健康女性, 并且情緒平衡性也低于健康女性, 但無明顯的階段特異性。時域分析結果顯示, PMS組在經前期收到獎賞反饋后獎賞正波(reward positivity, RewP)的波幅和差異波(即獎賞條件和懲罰條件下的差值)的波幅均低于健康女性, 進一步的相關分析結果顯示, 對于PMS組來說, 經前期獎賞條件下的RewP波幅和差異波波幅與經前期的情緒平衡性顯著正相關。頻域分析的結果則發現PMS組在經前期獎賞條件下的θ頻段(4~7 Hz, 250~400 ms)能量低于健康組。研究表明, PMS女性在經前期的獎賞加工進程存在異常, 表現為對獎賞反饋的預期增強, 而在收到獎賞反饋后又出現了鈍化反應, 且獎賞進程的失調與情緒平衡性相關。本研究為理解PMS女性獎賞進程失調的動態加工時程和神經震蕩特征及其與情緒平衡性的關系提供了初步的神經生理證據。

經前期綜合征; 月經周期; 黃體晚期; 正性情緒; 獎賞進程; 獎賞正波; θ頻段; 時頻分析

1 引言

女性從青春期開始, 伴隨著子宮內膜增厚和脫落的周期性變化, 陰道出現周期性流血稱為月經, 月經的周期變化就是月經周期。女性月經周期以月經來潮第1天為周期的開始, 到下次月經來為止, 以排卵日為界, 可將其劃分為卵泡期(排卵前)和黃體期(排卵后)。經前期綜合征(premenstrual syndrome, PMS)是指女性在黃體晚期周期性地出現一系列身體、情緒和行為方面的不適癥狀, 這些癥狀在月經開始前一個星期內達到頂峰, 在月經來潮之后好轉或消失(Due?as et al., 2011)。Direkvand- Moghadam, Sayehmiri, Delpisheh和Sattar (2014)的元分析結果表明, 在育齡女性中, 全世界范圍內PMS的發病率平均為47.8%, 中國的發病率為21%, 且有逐年增長的趨勢。對PMS女性的研究發現, PMS女性在經前期同時具有正性情緒下降(Chen & Zhou, 2016; Metcalf & Livesey, 1995; Rubinow et al., 1986)和負性情緒上升的特征(Eggert, Witth?ft, Hiller, & Kleinst?uber, 2016; Gingnell, Morell, Bannbers, Wikstr?m, & Poromaa, 2012); 既有對負性刺激的杏仁核反應增強, 也有對正性刺激的腹側紋狀體反應減弱(Protopopescu et al., 2008), 也就是說可能情緒的平衡性存在失調。情緒平衡性(affect balance)是指正負性情緒之間的平衡(Schimmack, 2008), 一般被計算為“正性情緒/(正性情緒+負性情緒)” (Garamoni et al., 1991)或者“正性情緒?負性情緒” (Koydemir, ?im?ek, Schütz, & Tipandjan, 2013; Liu, Wang, & Lü, 2013), 對抑郁癥的研究已經發現, 抑郁癥患者的情緒平衡性低于健康人群, 且與自我報告的癥狀嚴重性負相關(Garamoni et al., 1991), 并在治療后可以恢復到與健康人群相當的水平(Garamoni, Reynolds, Thase, Frank, & Fasiczka, 1992; Schwartz et al., 2002; Zhou et al., 2012)。綜上, 情緒障礙的產生與正負性情緒的失衡有關, 在PMS女性中這個失衡則進一步體現為正性情緒的下降和負性情緒的上升。然而, 目前關于PMS機制的研究大多是從負性情緒上升的角度出發, 發現相較于健康女性, PMS女性對實驗中引起的負性情緒進行更多的自我關注(Craner, Sigmon, & Martinson, 2015), 并傾向于采用非適應性的情緒調節方式(自責、沉思和災難化)對產生的負性情緒進行調節(Eggert et al., 2016; Wu, Liang, Wang, Zhao, & Zhou, 2016), 而對其正性情緒下降的機制研究較為缺乏。

此外, 根據Fredrickson (1998)的拓寬和建構模型(broaden and build model), 正性情緒可以拓寬注意范圍, 為個體的發展建構生理、智力和社會資源, 并且通過分解或撤銷心理和生理上對(由不再相關的負性情緒引起的)特定行為的準備, 放松(不再相關的)負性情緒對個人身心的影響。實證研究的結果也發現, 正性情緒的誘發可以加快被試在看到負性視頻后生理反應的恢復(Fredrickson, Mancuso, Branigan, & Tugade, 2000; Fredrickson & Levenson, 1998)。也就是說, 正性情緒可能不僅獨立作用于PMS經前期癥狀的產生, 還會通過影響負性情緒的恢復進一步影響黃體晚期PMS的癥狀嚴重性。因此, 對PMS女性正性情緒缺失的研究是必不可少的。

正性情緒和獎賞密切相關, 當獲得獎賞時通常會產生正性情緒(Berridge & Robinson, 2003); 而正性情緒的產生也常常與腦內獎賞通路的激活有關, 當聽到令人愉悅的音樂(Blood & Zatorre, 2001; Salimpoor, Benovoy, Larcher, Dagher, & Zatorre, 2011)或觀看戀人的圖片(Aron et al., 2005)時會激活腦內獎賞回路。此外, 經典的情緒性腦區——杏仁核對其他腦區有廣泛的投射, 如腹側紋狀體 (Alheid, 2003)、腹側被蓋區(Amaral & Price, 1984)等, 這些區域又在獎賞加工中起著重要的作用(Murray, 2007)。因此, PMS女性在經前期正性情緒下降可能是其對獎賞類刺激的反應不足引起的。

事件相關電位(event-related potential, ERP)技術具有精確到毫秒的時間分辨率, 在獎賞進程的研究中具有很大的優勢。近年來, 研究者們采用ERP技術對獎賞進程的電生理指標進行了一系列的研究, 并且發現收到獎賞反饋后300 ms左右位于中央前部的獎賞正波(reward positivity, RewP)可以作為獎賞進程的穩定的電生理指標。已有對抑郁癥等情緒障礙群體的研究中, 已經發現RewP的異常與抑郁有關(Bress, Foti, Kotov, Klein, & Hajcak, 2013; Liu et al., 2014; Nelson, Perlman, Klein, Kotov, & Hajcak, 2016; Proudfit, 2015), 例如Liu等(2014) 比較了27個重度抑郁癥(major depressive disorder, MDD)患者和健康組個體在賭博任務中的RewP, 結果顯示在面對獎賞的反饋時, MDD患者的RewP的波幅比健康組低, 而面對懲罰的反饋時則差異不顯著, 并且在面對獎賞反饋時RewP的波幅與快感缺失以及抑郁癥狀相關顯著。另外一些研究顯示, 收到獎賞反饋后較低的RewP波幅可以預測幾年后抑郁癥的發生(Bress et al., 2013; Nelson et al., 2016)和更多的抑郁癥狀(Morgan, Olino, Mcmakin, Ryan, & Forbes, 2013; Nelson et al., 2016)。

此外, 對一個事件的震蕩反應可以劃分為兩種類型的活動, 一種是鎖時鎖相的誘發震蕩, 另一種為鎖時非鎖相的引發震蕩。而ERP只能反映鎖時鎖相的信息, 對另外一些鎖時非鎖相的信息則很難反應出來。以往研究表明, RewP與內側額葉的θ頻段(4~7 Hz)的震蕩有關, θ頻段的能量在懲罰條件下高于獎賞條件下(Cohen, Elger, & Ranganath, 2007; Marco-Pallares et al., 2008)。比起RewP, θ震蕩活動的頭皮分布稍微向右側偏, 更靠前端分布(Nieuwenhuis, Slagter, von Geusau, Heslenfeld, & Holroyd, 2005)。之前Padr?o, Mallorquí, Cucurell, Marco-Pallares和Rodriguez-Fornells (2013)對于快感缺失人群的研究發現, 在獲得最大的獎賞反饋后(范式涉及不同高低等級的獎賞和懲罰反饋), 其內側前額葉θ頻段能量急劇增加, 作者認為這反映了快感缺失人群已經建立的固有的消極預期與收到大量獎賞反饋時沖突和認知控制的增加。而Andreou等(2015)對邊緣人格障礙的人群進行研究則發現, 其對懲罰反饋的θ頻段能量降低, 作者認為這反映了其對反饋效價(即獎賞或懲罰)的處理存在缺損障礙。總之, 雖然對于θ震蕩的具體功能尚未達成一致, 但是目前結果基本可以認為其與個體在賭博任務中收到的金錢反饋, 尤其是無預期狀態下的負性反饋有關。

綜上所述, 現有研究雖然初步揭示了PMS女性存在正性情緒下降的特征, 但其正性情緒下降的原因則鮮有探討。本研究從獎賞進程的角度出發, 試圖回答“PMS女性為什么在黃體晚期正性情緒體驗下降”這一問題。為了更深入地考察PMS女性和健康女性在獎賞加工中的時間動態過程和神經震蕩上的差異, 記錄了PMS女性和健康女性在經前期和經后期完成簡單賭博任務時的腦電數據, 并對其進行時域和頻域的分析。基于以往研究, 在時域指標上, 我們假設PMS女性經前期獎賞條件下的RewP波幅低于健康組。而在頻域指標上, 由于現在尚存爭議, 我們假設, 如果θ頻段震蕩與預期和反饋的沖突有關, 則PMS女性經前期獎賞條件下的θ頻段震蕩高于健康女性, 過高的獎賞預期可能導致了其收到獎賞反饋時RewP波幅的下降以及正性情緒的降低; 如果θ頻段震蕩僅僅反映了對反饋效價進行處理的功能, 則PMS女性經前期獎賞條件下的θ頻段震蕩低于健康女性, 對獎賞類刺激的反應不足導致其正性情緒下降。

2 方法

2.1 被試

本研究采用根據John Bancroft診斷標準(Bancroft, 1993)編制的經前期綜合征問卷對大學生進行篩查, 最終, 在完成篩查的259名女大學生(包含本科生與研究生)中, 有44名女大學生吻合PMS的診斷標準。然后根據篩查情況, 對兩組女性的身體質量指數(body mass index, BMI)和年齡進行了匹配, 最終自愿參加實驗的30名PMS女性和30名健康女性被納入實驗。然后刪除中途退出(PMS組2人, 健康組3人)和其中有任何一種條件少于10個有效試次的被試(PMS組5人, 健康組5人), 最終納入分析的兩組被試分別為23人和22人。兩組被試在經前期綜合征問卷上得分存在顯著差異,(43) = 13.07,< 0.001, PMS組(14.39 ± 3.70)的得分高于健康組(3.05 ± 1.73)。

所有被試的入組標準如下：月經周期規律, 周期長度為25~35天(自我報告在過去的6個月內月經周期的波動不超過3天); 最近沒有使用處方藥(包括口服避孕藥、抗抑郁藥和其他精神藥物); 醫院體檢篩查沒有器質性疾病, 最近沒有慢性或急性疼痛癥狀, 沒有內分泌疾病(包括糖尿病或甲狀腺疾病), 以及沒有其他慢性病; 自我報告沒有進行抑郁治療, 且經貝克焦慮量表(BAI)和貝克抑郁量表(BDI)篩查, 無明顯抑郁和焦慮(即BDI分數不高于21分, BAI標準分不高于45分)。該研究得到南京大學倫理委員會批準。所有被試在實驗前均簽署了知情同意書, 并在實驗結束獲得相應的報酬。

2.2 實驗材料

2.2.1 經前期綜合征問卷(PSS)

采用Bancroft (1993)編制的, 趙更力、王臨虹和渠川琰(1998)修訂的經前期綜合征問卷(Premenstrual Syndrome Scale, PSS), 涵蓋軀體和心理兩類癥狀, 以全面考察女性末次月經前14天內出現的經前不適癥狀。該問卷包含12個條目, 采用Likert 4點計分, 從“無癥狀” (得0分)到“癥狀嚴重影響生活、學習和工作, 需要治療” (得3分), 得分越高表明該癥狀越嚴重, 問卷總分為6~10分反映為輕度PMS, 11~20分反映為中度PMS, > 20分反映為重度PMS。經過修訂, 該問卷信度良好, α系數為0.80 (Wu et al., 2016)。經檢驗, 在本研究中, 該問卷的α系數為0.91。

2.2.2 貝克抑郁量表(BDI)

采用Beck (1967)編制的, 張雨新、王燕和錢銘怡(1990)修訂的貝克抑郁量表(Beck Depression Inventory, BDI)對參與者的抑郁情緒進行評估。該量表包含21個條目, 采用Likert 4點計分方式, 從“無” (得0分)到“極重” (得3分), 得分越高表明其抑郁程度越高。問卷總分≤4分反映為無抑郁或極輕微; 5~13分反映為輕度抑郁; 14~20分反映為中度抑郁; ≥21分反映為重度抑郁。該量表在大學生群體中有良好的信度, α系數為0.85, 一周后的重測信度分別為0.73。經檢驗, 在本研究中, 該問卷的α系數為0.90。

2.2.3 貝克焦慮量表(BAI)

采用Beck, Epstein, Brown和Steer (1988)編制的, 鄭健榮等人(2002)修訂的貝克焦慮量表(Beck Anxiety Inventory, BAI)對參與者的焦慮情緒進行評估。該量表包含21個項目, 采用Likert 4點計分方式, 從“無” (得1分)到“極重”得4分), 得分越高表明其焦慮程度越高。不同于BDI的計分方式, 焦慮自評問卷得分采用標準分, 即各個題目加總得到粗分, 然后通過Y = int (1.19X)得到標準分。問卷標準分≥ 45分是判斷界限, 表明個體存在明顯焦慮心態且焦慮水平較高。經過中文版的修訂, 該量表有良好的信度, α系數為0.95 (鄭健榮等, 2002)。經檢驗,在本研究中, 該問卷的α系數為0.94。

2.2.4 正負性情緒量表(PANAS)

采用Watson, Clark和Tellegen (1988)編制的, 由黃麗、楊廷忠和季忠民(2003)修訂的正負性情緒量表(The Positive and Negative Affect Schedule, PANAS), 測量參與者在過去一周體驗到的情緒強度。PANAS包含正性情緒(PA)和負性情緒(NA)兩個分量表, 共20個項目, 采取Likert 5點記分, 從“表示非常輕微或根本沒有” (得1分)到“非常強烈” (得5分), 得分越高表明該種情緒體驗越強烈。該量表具有良好的信效度, 總問卷、正性情緒分量表和負性情緒分量表的α系數在0.82~0.85之間, 重測信度為0.47。經檢驗, 在本研究中, 經前測試正性情緒分量表和負性情緒分量表的α系數分別為0.92和0.89; 經后測試正性情緒分量表和負性情緒分量表的α系數分別為0.87和0.94。

2.2.5 基本情緒問卷

采用吳夢瑩等(2014)自編的問卷考察被試的基本情緒體驗。共9個條目, 其中2個總體維度測量總體愉悅度和喚醒度, 另外7個條目考察基本情緒(愉悅、憤怒、恐懼、悲傷、平靜、厭惡、驚奇), 采用Likert 9點計分, 從“非常不” (記1分)到“非常” (記9分), 得分越高表明該種體驗越強烈。

2.2.6 斯奈思?漢密爾頓快感量表(SHAPS)

采用Snaith等人(1995)編制的, Liu, Wang, Zhu, Li和Chan (2012)修訂的斯奈思?漢密爾頓快感量表(Snaith-Hamilton Pleasure Scale, SHAPS), 考察被試最近一段時間內在興趣/娛樂、社會交往、感覺體驗和食品/飲料這4個方面的快樂體驗, 包含14個條目, 采取Likert 4點計分, 從“非常同意” (記1分)到“非常不同意” (記4分), 得分越高表明快感缺失越嚴重。該量表具有良好的信效度, 分半信度為0.74。經檢驗, 經前和經后測試, 該問卷的α系數分別為0.86和0.82。

2.3 獎賞實驗范式

采用如圖1所示的賭博范式。在實驗過程中, 被試要對兩扇相同的門猜測哪扇門后邊會有獎勵, 猜對的情況下會有金錢獎賞。具體而言, 被試首先進行選擇, 選擇結束后出現一個1000 ms的注視點, 緊接著出現反饋界面, 如果被試猜對了, 則出現一個向上的綠色箭頭, 表示贏得1元; 如果被試猜錯了, 則出現一個向下的紅色箭頭, 表示輸掉0.5元, 反饋界面的呈現時間為2000 ms。反饋之后, 出現一個1500 ms的注視點, 緊接著被試自己按鍵開始下一回合。獎賞和懲罰條件各20個試次, 以隨機的方式呈現, 實驗共包含40個試次。

2.4 腦電數據的采集和處理

腦電采用Curry 7-40導記錄系統, DC模式進行數據采集。腦電記錄時各電極參考于接地點(在FPz和Fz連線的中點上), 垂直眼電(VEOG)電極分別置于左眼眶上和眶下正中, 水平眼電(HEOG)置于左右外眥。數據的采樣率為1000 Hz, 記錄的帶寬為低通100 Hz, 實驗中所有電極的電阻保持在10 kΩ以下。

采集完成后, 利用EEGLAB (Delorme & Makeig, 2004; https://sccn.ucsd.edu/eeglab/index.php)對數據進行預處理, 具體而言, 首先, 將數據進行重參考, 將雙側乳突作為參考電極; 其次, 對數據進行30 Hz的低通濾波和1 Hz的高通濾波; 然后, 運用插值法對壞掉的電極點數據進行替換, 并將壞段進行剔除; 最后運用ICA將眼電成分剔除。然后對兩種條件的數據進行疊加平均, 分別存儲獎賞條件和懲罰條件的結果。需要注意的是, 一些研究者采用本研究所采用的范式做時域分析(如Bress et al., 2013; Bress, Smith, Foti, Klein, & Hajcak, 2012), 選取了?200~0 ms做基線校正, 但是又有研究表明在作出按鍵反應和反饋出現前200 ms會出現一個刺激前負波(如, Brunia & Damen, 1988), 結合反饋出現前(?1000~0 ms)的波形圖, 本研究最終選擇?500~ ?200 ms的數據進行基線校正。每個條件下保留的有效試次如表1所示。

圖1 單一試次流程圖

參考以往的研究, 將RewP波幅最大的FCz電極點作為分析目標(Holroyd & Krigolson, 2007; Liu et al., 2014)。首先, 選取反饋呈現后250~350 ms的時間窗口對獎賞和懲罰條件下的平均波幅進行統計分析, 然后對250~350 ms時間窗口的差異波(獎賞條件?懲罰條件)進行統計分析(Bress et al., 2013; Bress et al., 2012; Foti & Hajcak, 2009; Holroyd & Krigolson, 2007; Holroyd, Pakzadvaezi, & Krigolson, 2008; Liu et al., 2014)。

時頻分析采用短時傅里葉變換的方法, 使用窗寬為200 ms的漢寧窗。對每個試次, 在每個時間點(?1000~800 ms, 以1 ms為步長)、每個頻段(1~30 Hz, 以1 Hz為步長)進行一次短時傅里葉變換。由此產生的頻譜圖, 代表了信號功率在每個時?頻點的時間和頻率的聯合函數, 即P (t, f) = ||f(t, f)||, 包括大腦對相位鎖定(事件相關電位)和非相位鎖定(事件相關同步和失同步)的反應(Hu, Xiao, Zhang, Mouraux, & Iannetti, 2014; Mouraux & Iannetti, 2008)。根據Cohen (2014)的觀點, 一般用于時頻分析的基線, 不建議短于300 ms, 且要注意避免試次邊緣可能出現的邊際效應和刺激出現附近可能出現的窗函數泄漏問題。因此, 參考以往一些進行了時頻分析的研究(如, Cona et al., 2020), 最終本研究選取?500~?200 ms的數據作為基線進行校正。參考以往研究(Cohen et al., 2007; Marco-Pallares et al., 2008), 結合本研究產生的頻譜圖, 選取250~ 400 ms的θ頻段(4~7 Hz)平均能量進行統計分析。

2.5 測試日期

根據被試在前期篩選過程中報告的上兩次月經來潮時間和月經周期長度來推知被試本次月經來潮時間。每名被試需要參加兩次實驗, 分別在本次月經來潮前1~4天(經前期)和本次月經結束后1~4 天(經后期)。被試首次參加實驗時所處的階段在被試間平衡。若被試在參加經前實驗前月經來潮, 則重新預約時間, 但保證被試在兩個連續的月經周期中完成兩次實驗。被試到達實驗室后, 首先簽署知情同意書, 然后完成主觀問卷的填寫和ERP數據的采集, 并且在被試離開實驗室前完成唾液的收集。

2.6 激素測試

要求被試在取樣的前一天避免吃高脂肪、高蛋白類食物, 避免飲酒。取樣前半小時不得進食、飲水。每次采集唾液不少于1 ml, 采集完成后將唾液樣本保存在?20℃的冰箱中, 待所有唾液樣本收集完畢后, 送入聯科生物進行分析。采用競爭性酶聯免疫吸附測定法(c-ELISA), 試劑盒由美國Cayman公司提供, 對唾液樣本中的雌二醇和孕酮含量進行檢驗, 單位為pg/ml, 其批內和批間變異均低于12%。

2.7 數據分析

對于量表和行為數據, 首先采用獨立樣本檢驗, 對兩組被試人口學變量和PSS量表得分進行比較; 其次, 采用2(階段：經前期、經后期) × 2(組別：PMS、健康)重復測量方差分析對量表數據和激素水平進行分析; 最后, 采用2(實驗條件：獎賞、懲罰) × 2(階段：經前期、經后期) × 2(組別：PMS、健康)重復測量方差分析, 分析實驗條件、階段和組別對被試選擇(左/右)和反應時的影響。由于反應時和激素水平不符合正態分布, 因此進行log10轉換后進行統計分析, 表中仍然呈現原始數據。

對于腦電數據, 采用2(實驗條件：獎賞、懲罰) × 2(階段：經前期、經后期) × 2(組別：PMS、健康)對RewP波幅和θ頻段能量進行重復測量方差分析, 并采用2(階段：經前期、經后期) × 2(組別：PMS、健康) 對RewP差異波波幅和θ頻段能量的差值進行重復測量方差分析。

最后, 分別計算PMS組和健康組在兩個階段的獎賞、懲罰條件RewP波幅和差異波波幅以及兩個階段的獎賞、懲罰條件θ頻段能量及其差值與主觀問卷的相關。

所有的數據分析均使用SPSS 22.0軟件包進行, 重復測量方差分析球形檢驗檢驗不通過則采用Greenhouse-Geisser法矯正, 涉及多重比較的問題, 使用Bonferroni進行校正, 顯著性水平使用< 0.05, 效應量用η和Cohen’表示。

表1 時域分析和頻域分析每種條件有效試次數(M ± SD)

3 結果

3.1 人口學變量

對人口學變量進行獨立樣本檢驗, 結果顯示PMS組和健康組在年齡、BMI、月經持續時間和月經周期長度上差異不顯著,s (43) < 0.95,s > 0.35。

表2 人口學變量(M ± SD)

3.2 主觀問卷和激素水平結果

重復測量方差分析結果顯示, 對于PANAS -NA來說, 組別的主效應顯著,(1, 43) = 14.46,< 0.001, η= 0.25; 其他效應均不顯著,s (1, 43) < 0.02,s > 0.89; 對于PANAS-PA來說, 各個效應均不顯著,s (1, 43) < 2.33,s > 0.14。對于PANAS-AB來說, 組別的主效應顯著,(1, 43) = 4.18,= 0.047, η= 0.09; 其他效應均不顯著,s (1, 43) < 0.12,s > 0.74。

對于基本情緒量表?愉悅度來說, 組別的主效應顯著,(1, 43) = 10.06,= 0.003, η= 0.19; 其他效應均不顯著,s (1, 43) < 0.02,s > 0.89。對于基本情緒量表?喚醒度來說, 各個效應均不顯著,s (1, 43) < 0.81,s > 0.37。對于基本情緒量表?愉快來說, 組別的主效應顯著,(1, 43) = 4.15,= 0.048, η= 0.09; 其他效應均不顯著,s (1, 43) < 0.74,s > 0.40。對于基本情緒量表?憤怒來說, 組別的主效應顯著,(1, 43) = 10.35,= 0.002, η= 0.19; 其他效應均不顯著,s (1, 43) < 0.49,s > 0.49。對于基本情緒量表?恐懼來說, 組別的主效應顯著,(1, 43) = 7.42,= 0.01, η= 0.15; 其他效應均不顯著,s (1, 43) < 1.64,s > 0.21。對于基本情緒量表?悲傷來說, 組別的主效應顯著,(1, 43) = 8.42,= 0.01, η= 0.16; 其他效應均不顯著,s (1, 43) < 1.10,s > 0.30。對于基本情緒量表?平靜來說, 組別的主效應邊緣顯著,(1, 43) = 3.17,= 0.08, η= 0.07; 其他效應均不顯著,s (1, 43) < 2.03,s > 0.16。對于基本情緒量表?厭惡來說, 組別的主效應顯著,(1, 43) = 6.64,= 0.01, η= 0.13; 其他效應均不顯著,s (1, 43) < 0.74,s > 0.40。對于基本情緒量表?驚奇來說, 各個效應均不顯著,s (1, 43) < 1.68,s > 0.20。對于SHAPS來說, 組別的主效應邊緣顯著,(1, 43) = 3.52,= 0.07, η= 0.08; 其他效應均不顯著,s (1, 43) < 0.24,s > 0.63。

激素結果顯示, 對于孕酮來說, 階段主效應顯著,(1, 43) = 20.16,< 0.001, η= 0.32; 其他效應均不顯著,s (1, 43) < 0.20,s > 0.66。對于雌二醇來說, 所有效應均不顯著,s (1, 43) < 1.97,s > 0.17。PMS組和健康組在經前期和經后期在各個量表上的得分和激素結果如表3所示。

3.3 行為結果

行為結果如表4所示, 兩組被試的選擇和反應時均不存在顯著效應,s (1, 43) < 2.00,s > 0.16。

3.4 ERP結果

對獎賞和懲罰條件下RewP波幅進行的重復測量方差分析結果顯示, 條件的主效應顯著,(1, 43) = 68.60,< 0.001, η= 0.62; 階段的主效應邊緣顯著,(1, 43) = 3.43,= 0.07, η= 0.07; 條件×階段×組別的交互效應顯著,(1, 43) = 5.30,= 0.03, η= 0.11。進一步的簡單簡單效應顯示, 對于經前期來說, PMS組獎賞條件下的RewP波幅低于健康組,(1, 43) = 3.70,= 0.06, Cohen’= 0.57; 其他條件都不存在組別的差異,s (1, 43) < 1.16,s > 0.29。對于PMS組來說, 獎賞條件下的RewP波幅的階段差異顯著,(1, 43) = 3.96,= 0.05, Cohen’= 0.42; 其他條件都不存在階段的差異,s (1, 43) < 1.94,> 0.17。對于兩組兩個階段來說, 兩種條件均存在顯著差異,s (1, 43) > 13.16,s < 0.01。

對差異波波幅進行的重復測量方差分析結果顯示, 階段的主效應不顯著,(1, 43) = 0.72,= 0.40; 組別的主效應邊緣顯著,(1, 43) = 3.23,= 0.07, η= 0.07; 階段×組別的交互效應顯著,(1, 43) = 5.30,= 0.03, η= 0.11。進一步的簡單效應顯示, 在經前期, PMS組差異波的波幅低于健康組,(1, 43) = 8.30,= 0.006, Cohen’= 0.85; 而在經后期差異則不顯著,(1, 43) = 0.38,= 0.54。對于PMS組來說, 階段差異顯著,(1, 43) = 5.07,= 0.03, Cohen’= 0.49; 而健康組不存在顯著的階段差異,(1, 43) = 1.03,= 0.32。健康組和PMS組在經前期、經后期在獎賞、懲罰條件下的波形圖以及差異波的波形圖、地形圖如圖2所示, 平均波幅如表5所示。

表3 主觀問卷和激素結果(M ± SD)

注：PANAS-AB的計算公式為(PANAS-PA) ? (PANAS-NA); BES代表基本情緒問卷(basic emotion scale); 雌二醇和孕酮為原始數據, 統計分析采用log10轉換的數據, 單位均為pg /ml;< 0.10,< 0.05,< 0.01,< 0.001。

表4 獎賞實驗范式行為數據(M ± SD)

注：反應時數據進行log10轉換后進行統計分析, 表中仍然呈現原始時間。

圖2 健康組和PMS組在經前期和經后期的波形圖與地形圖, 其中地形圖為差異波250~350 ms的平均地形圖(為了方便顯示, 圖中差異波為懲罰條件?獎賞條件)。

表5 PMS組和健康組在經前期和經后期獎賞、懲罰條件和差異波的平均波幅(M ± SD)

注：差異波的波幅為獎賞條件?懲罰條件, 表中數據單位為μV。

相關分析結果顯示, 對于PMS組來說, 經前期獎賞條件下的RewP波幅(= 0.44,= 0.04)和差異波波幅(= 0.53,= 0.01)與經前期的情緒平衡相關(見圖3), 而對于健康組來說則相關系數不顯著(s > 0.14)。

圖3 PMS組經前期獎賞條件和差異波的平均波幅與PANAS-AB的相關, 差異波的波幅為獎賞條件?懲罰條件。

3.5 頻域分析結果

對獎賞和懲罰條件下250~400 ms的θ頻段能量進行的重復測量方差分析結果顯示, 條件的主效應顯著,(1, 43) = 27.23,< 0.001, η= 0.39; 條件×階段×組別的交互效應顯著,(1, 43) = 4.09,= 0.049, η= 0.09。進一步的簡單簡單效應顯示, 對于經前期獎賞條件來說, 存在組間差異,(1, 43) = 7.54,= 0.009, Cohen’= 0.81; 其他條件不存在組間差異,s (1, 43) < 1.04,s > 0.31。在各種條件下, 均不存在顯著的階段差異,s (1, 43) < 2.81,s > 0.10。對于兩組兩個階段來說, 兩種條件均存在顯著或者邊緣顯著的差異,s (1, 43) > 3.64,s < 0.06。

對250~400 ms的θ頻段能量的差值進行的重復測量方差分析結果顯示, 階段的主效應和組別的主效應均不顯著,s (1, 43) < 0.68,s > 0.41; 階段×組別的交互效應顯著,(1, 43) = 4.09,= 0.049, η= 0.09。但進一步的簡單效應未顯示顯著的階段差異和組間差異,s (1, 43) < 2.73,s > 0.11。健康組和PMS組在經前期、經后期θ頻段能量差值的頻譜圖及其地形圖如圖4所示, 相關的θ頻段能量如表6所示。

4 討論

主觀問卷結果顯示, PMS女性在憤怒、恐懼、悲傷、厭惡以及負性情緒的得分高于健康女性, 在愉快與平靜這兩種正性情緒且總體情緒的愉悅度上低于健康組女性, 快感缺失量表得分高于健康女性, 這一結果與已往采用自評量表(Ducasse et al., 2016; Metcalf & Livesey, 1995; Rubinow et al., 1986)以及實驗室研究的結果類似(Eggert, Kleinst?uber, Hiller, & Witth?ft, 2017; Eggert et al., 2016; Protopopescu et al., 2008)。例如, Rubinow等人(1986)讓20名PMS女性和8名健康組女性采用一個雙相視覺模擬量表連續兩個周期記錄其情緒狀態(最抑郁記為0分, 最高興記為100分), 結果顯示, 月經來潮前3天, 顯示出了顯著的組別差異, 健康組女性的得分顯著高于PMS女性, 而在其他時間段則差異不顯著。Metcalf和Livesey (1995)采用類似的方法讓48名PMS女性和44名健康對照組女性記錄整個月經周期內的情緒變化, 對其記錄的正性情緒進行聚類分析發現, 對于PMS女性來說, 在月經周期的第11天左右正性情緒達到一個峰值, 而對于健康女性來說, 則無明顯的峰值, 也就是說PMS女性在卵泡期的正性情緒顯著高于經前期, 而健康組則無明顯變化。Chen和Zhou (2016)采用圖片觀看范式, 發現PMS女性在圖片呈現后400~800 ms這個時間窗口, 隨著時間的增加, PMS女性對正性圖片的激活呈現逐漸減小的趨勢, 但健康女性則對正性圖片的激活呈現不斷增加的趨勢, 也就是說PMS女性對正性圖片的反應難以維持。其中, PMS的重度形式——經前期心境不良障礙(premenstrual dysphoric disorder, PMDD)已被收錄到美國精神障礙診斷與統計手冊第五版中作為抑郁癥的一種亞型(APA, 2000), 對生活質量造成嚴重損害(Yamada, & Kamagata, 2017)。Petersen等人(2016)針對PMDD女性的一項調查也表明, PMDD女性在正性情緒量表上的得分顯著比健康組女性低, Protopopescu等(2008)采用情緒Go/No-go任務發現, 與健康女性相比, PMDD女性在黃體晚期對正性刺激的腹側紋狀體反應減弱。此外, 本研究參照Koydemir等人(2013)和Liu等人(2013)的做法, 計算了被試的情緒平衡性, 發現PMS女性情緒平衡性確實低于健康女性, 體驗到較多的負性情緒與較少的正性情緒。但是, 所有的問卷都沒有得到階段的特異性, 這可能與問卷測量, 尤其是實驗室條件下的問卷測量敏感度不夠有關, 并且僅挑選了每個月經階段的一天, 可能結果不夠精確。雖然未完全支持假設, 但是基本可以確認, PMS女性確實存在正性情緒缺失的問題。

圖4 健康組和PMS組在經前期和經后期θ頻段能量差值的頻譜圖及其地形圖(250~400 ms, 圖中差值為懲罰條件?獎賞條件)

表6 PMS組和健康組在經前期和經后期獎賞、懲罰條件θ頻段能量及其差值(M ± SD)

注：θ頻段能量差值為獎賞條件?懲罰條件, 表中數據單位為μV。

時域結果顯示, PMS組在經前期獎賞條件下250~350 ms的平均波幅低于健康組, 差異波的平均波幅低于健康女性, 進一步的相關分析結果顯示, 經前期獎賞條件下的RewP波幅和差異波波幅與經前期的情緒平衡性相關。由于PMS的癥狀在黃體期出現, 而在其他階段消失, 并且在(自發的或手術誘發的)無排卵周期中消失(Segebladh, Borgstr?m, Nyberg, Bixo, & Sundstr?mporomaa, 2009), 所以研究者首先認為PMS是激素波動引起的, 但是后來的研究發現PMS 女性的孕酮、雌二醇等性激素水平與健康女性無顯著差異(Gingnell et al., 2012; Huang, Zhou, Wu, Wang, & Zhao, 2014; Rapkin et al., 2011; Wu et al., 2016), 因此, 激素水平的異常并非PMS的主要成因。近年來, 研究者開始關注壓力敏感性與PMS的關系, 究其原因, 一方面, 月經周期以及激素的波動與下丘腦?垂體?卵巢(hypothalamic- pituitary-ovarian, HPO)軸的功能有關, 而壓力反應則與下丘腦?垂體?腎上腺(hypothalamic-pituitary- adrenal, HPA)軸有關, 鑒于HPO軸和HPA軸具有解剖學重疊, 所以HPO軸對激素的調節活動可能會對主導壓力反應的HPA軸造成影響(Viau, 2002); 另一方面, PMS女性比健康組女性對月經具有較高的負性態度(Anjum et al., 2010), 也就是說對于PMS女性來說, 月經成了一種周期性發生的負性事件, 造成了月經到來前PMS女性主觀壓力感知的增加, 研究表明, 在同樣的情況下, PMS女性在經前期比在經后期報告了更高的壓力體驗(Schmidt & Grover, 1990)。基于生理和心理兩方面因素, 可以推測PMS女性在經前期壓力敏感性的增加可能是導致其出現情緒障礙的主要原因。針對壓力反應的研究, 最早關注HPA軸和自主神經系統(autonomic nervous system, ANS), 然而, 現在越來越多的研究者發現多巴胺系統在壓力反應中也起著關鍵作用(Belujon & Grace, 2015)。多巴胺系統負責處理自然的或人工的獎賞類刺激, 邊緣多巴胺介導獎賞刺激的享樂方面(Butler, Weiss, Stout, & Nemeroff, 1990)。針對動物的研究表明, 壓力源可以導致多巴胺系統的迅速激活(Rougépont, Piazza, Kharouby, Moal, & Simon, 1993; Valenti, Lodge, & Grace, 2011), 壓力源撤銷之后, 會出現多巴胺系統的去激活(Chang & Grace, 2013; Moore, Rose, & Grace, 2001), 然而, 如果正常的急性壓力源延長或重復出現, 則會導致病理結果。例如, 對接受長期壓力的大鼠進行強迫游泳測試(壓力情境), 表現出了多巴胺系統活動的減少(Chang & Grace, 2014), 而多巴胺系統的破壞則會導致獎賞反應的缺損(Carey, 1986; Huang & Hsiao, 2002)。Bogdan和Pizzagalli (2006)在大量動物研究的基礎上, 進一步提出抑郁癥患者快感缺失的出現, 主要是因為壓力影響了與獎賞進程相關的多巴胺能路徑和結構的功能, 從而降低了刺激對個體的獎勵作用(Anisman & Matheson, 2005)。類似地, 本研究的結果可以推測, 對于PMS女性來說, 月經是一種長期的、周期性發生的負性事件, 因此在經前期與獎賞進程相關的多巴胺能路徑和結構的功能受到影響, 表現出了收到獎賞反饋后的鈍化反應。當然, 至于PMS女性獎賞進程的差異是否是由其在經前期對壓力的感知不同導致的, 還有待進一步對壓力進行直接測量從而對其因果關系進行研究。

據調查, 女性患抑郁和焦慮障礙的比例是男性的兩倍(Altemus, 2006; Kessler et al., 1994), 并且在遭受創傷事件后患創傷后應激障礙的比例也是男性的兩倍(Breslau, 2009; Kessler, Sonnega, Bromet, Hughes, & Nelson, 1995; Luxton, Skopp, & Maguen, 2010)。關于情緒障礙的性別差異原因雖未達成共識, 但是很多證據指向月經周期過程中卵巢激素(尤其是孕酮)的周期性變化(Altemus, 2006; Altemus, Sarvaiya, & Epperson, 2014)。這是因為卵巢激素與情緒有關, 一般認為, 孕酮可以提高負性情緒, 而雌二醇可以降低負性情緒(Sakaki & Mather, 2012)。月經周期以排卵期為界, 可以劃分為排卵前的卵泡期和排卵后的黃體期。卵泡期的雌二醇和孕酮水平較低, 然后逐漸上升, 雌二醇水平在排卵日達到峰值; 在黃體期, 雌二醇水平有所下降, 達到次峰值, 而孕酮水平逐漸增加, 達到峰值(Farage, Neill, & MacLean, 2009)。一些研究從獎賞的角度探討情緒的生理周期差異。例如, Dreher等(2007)的研究發現, 在收到獎賞反饋時, 女性在經后期比經前期的中腦、紋狀體和額頂皮層的激活強度更高。而Ossewaarde等人(2010)的研究則發現比起經后期, 女性在經前期的紋狀體的激活強度更高。可以看出, 雖然Dreher等(2007)和Ossewaarde等(2010)的研究均發現了在月經周期的不同階段, 女性對獎賞的反應存在差異, 但是方向相反。Mulligan等(2018)的研究采用ERP的技術則沒有發現階段性差異。其中部分原因可能在于使用了不同的范式, 考察了獎賞的不同成分, 一般認為, 獎賞至少可以從時間維度上劃分為獎賞預期與獎賞結果兩個階段。獎賞預期, 一般被稱為“wanting”, 對應著獎賞的動機層面; 獎賞結果, 又被稱為“liking”, 對應著獎賞的情緒層面(Murray, 2007)。第一、三項研究為獎賞結果階段, 第二項為獎賞預期階段。其次, 測量的時間不完全一致, 第一項為黃體晚期, 而后兩項為黃體中期。最重要的是, 三項研究選擇的被試來自不同的國家, Dreher等(2007)的被試來自于法國, Ossewaarde等(2010)的被試來自于荷蘭, 而Mulligan等(2018)的被試來自于美國, 其中以亞洲人最多(51.1%)。由Direkvand-Moghadam等(2014)的元分析可知, PMS的檢出率在不同的國家存在較大差異, 最高和最低分別為伊朗的98%和法國的12%, 那么在三項研究中之所以得到的結果差異較大, 極有可能是因為所選被試中PMS女性的比例不同, 而健康女性的情緒狀態受激素水平的波動影響較少, PMS女性的情緒狀態受激素水平的波動影響較大, 例如, Schmedt (1993)研究了促性腺激素釋放激素激動劑類似物亮丙脯氨酸對20名PMS女性的卵巢抑制作用, 結果顯示, 與基線值和安慰劑組相比, 10名服用亮丙脯氨酸的PMS女性癥狀明顯減輕; 隨后, 對10名PMS女性在服用亮丙脯氨酸使癥狀得到改善的期間給予雌二醇和孕酮激素(每種激素各服用4周), 另外10名則只使用了亮丙脯氨酸(其中5名服用安慰劑激素), 另外有15名健康女性也進行類似的分組, 結果顯示, 10名服用亮丙脯氨酸的PMS女性在疊加使用雌二醇或孕酮期間癥狀明顯復發, 但15名健康女性服用相同的治療方案后, 或5名PMS女性在繼續服用亮丙脯氨酸期間服用安慰劑激素后, 情緒無變化。也就是說, 對于PMS女性來說, 癥狀的出現是其對正常激素變化的異常反應。本研究將女性分為PMS女性和健康女性考察其在結果階段獎賞進程的差異, 不僅為PMS的發病機制提供新的證據, 而且為解決生理周期和獎賞之間的關系的爭議起到了重要的作用。當然, 由于條件所限, 本研究采用唾液樣本對被試的性激素水平進行測試, 只能反映游離態水平, 未來的研究中可以采用連續測量或者以血樣為樣本的方式對性激素水平進行測量, 更精確地探討激素水平與獎賞進程的關系。

此外, 與多巴胺系統密切相關的感覺門控系統——驚反射的前脈沖抑制也受到了激素水平的影響。驚反射是人對突然或有害的驚嚇刺激的退縮反射(Davis, 1980), 而前脈沖抑制是指當有較弱的、非驚嚇性的刺激出現在驚嚇刺激之前時對驚反射的抑制(Hoffman & Ison, 1980)。研究表明, 前脈沖抑制受到性激素的影響, 雌二醇和孕酮的上升均會導致前脈沖抑制的降低(Swerdlow, Hartman, & Auerbach, 1997; Kumari et al., 2010)。基于此, 一些研究對驚反射和月經周期的關系進行研究, 例如Wu等人(2019)的研究表明, 雌二醇和孕酮水平都較高的經前期的前脈沖抑制顯著低于月經期。而前脈沖抑制與多巴胺系統密切相關, 許多前脈沖抑制存在缺陷的精神疾病也存在多巴胺系統的缺陷, 如精神分裂癥等(綜述如Garcia-Sanchez, Martinez- Gras, Rodriguez-Jimenez, & Rubio, 2011)。Kask, Gulinello, B?ckstr?m, Geyer和Sundstr?m-Poromaa (2008)對PMDD女性的前脈沖抑制和健康女性的前脈沖抑制進行對比發現, PMDD女性在黃體期的前脈沖抑制顯著低于健康組, 而在卵泡期則不存在差異, 這也反映出其經前期多巴胺系統的缺損, 與本研究時域分析的結果互相印證, 且說明對于PMS/ PMDD女性來說, 多巴胺系統的異常一方面導致底層的感覺門控系統的缺損另一方面導致了高階的獎賞進程的缺損。

頻域分析的結果表明, PMS組在經前期獎賞條件下250~400 ms的θ頻段能量低于健康組。目前對于θ震蕩活動有兩種解釋：一種認為θ震蕩活動與違反預期有關(Tzur & Berger, 2009), 因為已有研究表明θ震蕩活動的增加與認知控制(Botvinick, Braver, Barch, Carter, & Cohen, 2001)、沖突發現(Ridderinkhof, Ullsperger, Crone, & Nieuwenhuis, 2004)以及預測行動價值的期望偏差計算(Matsumoto, Matsumoto, Abe, & Tanaka, 2007; Oliveira, McDonald, & Goodman, 2007)有關。已有對于快感缺失人群的研究認為θ震蕩活動的意外增強可能反映了他們收到的獎賞反饋違反了其負面預期, 當一個意想不到的獎賞反饋出現時, 它可能會在先前的(負性)期望之間引發內部沖突, 從而引發了較大的θ震蕩活動(Padr?o et al., 2013)。另一種理論解釋認為, θ震蕩活動與預期無關(Andreou et al., 2015), 誘發的RewP和引發的θ震蕩活動反映了不同的認知加工過程, 具體而言, RewP反映了多巴胺介導的強化信號從中腦傳遞到前部扣帶回皮層的過程(Holroyd & Coles, 2002), 而θ震蕩活動與一般意外事件的認知進程相對應(Hajihosseini & Holroyd, 2013)。本研究的結果支持第一種解釋, 即認為PMS女性在經前期對獎賞反饋的預期高于健康女性, 所以在收到獎賞反饋時產生的認知沖突更小, 從而θ頻段能量更低。此外, Kumar等(2014)的研究表明, 應激增加了紋狀體和杏仁核在獎賞預期階段的激活, 但減少了紋狀體在獎賞結果階段的激活, 也就是說壓力對獎賞預期和獎賞結果的影響是完全不同甚至相反的。從此出發, 可以推斷PMS女性經前期處于“應激”狀態下, 從而獎賞反饋的預期高于健康女性。更進一步來說, PMS女性對獎賞反饋的“過度預期”可能是其收到獎賞反饋時RewP波幅下降(對于PMS組經前期獎賞條件下來說, RewP波幅和θ頻段能量相關顯著,= 0.51,< 0.001, 而健康組則相關不顯著)的原因。結合時域分析和頻域分析得到的結果, 基本可以推斷每個月周期性的激素波動和月經來潮對于PMS女性來說是壓力性事件, 而壓力對獎賞預期和獎賞結果階段造成了相反的影響, 使其對獎賞的預期更為強烈而在收到獎賞的反饋時反應更為鈍化, 從而造成其在經前期正性情緒的下降和情緒平衡性的失調。但是過度預期和反應鈍化之間是否確實存在因果關系, 還有待進一步對獎賞預期階段以及兩者之間關系更為直觀的研究和證據。

綜上所述, RewP波幅以及θ頻段能量與獎賞進程的加工有關, 而本研究結果顯示在經前期, PMS女性RewP波幅以及θ頻段能量均低于健康女性, 并且其RewP波幅與情緒的平衡性相關。我們的研究結果在理論和實踐中都有重要的意義。從理論上來說, 一方面可有助于深入了解PMS女性情緒失調的神經機制, 尤其是從獎賞進程失調的角度考察了其正性情緒缺失的原因; 另一方面, 將女性分為PMS女性和健康女性, 有助于解決“激素的周期性變化與獎賞進程的關系”這一問題, 從而為考察情緒障礙的性別差異問題提供新的思路。從實踐上來說, 可以為PMS女性的情緒障礙的干預問題提供依據, 為以往基于降低負性情緒的干預方案加以補充和豐富。下一步還可以從以下幾個方面對PMS女性的獎賞進程異常的神經機制進行研究：(1)選擇其他年齡段的女性群體, 尤其是激素波動最為劇烈的青春期女性和絕經期女性等作為研究對象以補充本研究得到的結論。(2)加入其他社會性獎賞刺激(如戀人的面孔等), 考察PMS女性對非金錢獎賞進行加工時的神經生理活動。(3)選用其他同時包含預期階段和結果階段的范式, 如金錢獎賞延遲任務(monetary incentive delay task, MIDT)等, 直接考察PMS女性和健康女性在獎賞預期階段的差異, 以及PMS女性在獎賞預期階段的過度反應是否與獎賞結果階段的鈍化反應有關。(4)進行追蹤研究, 考察經前期獎賞進程失調對PMS的發生與否、病程長短的因果關系。(5)對PMS女性和健康女性在月經周期的壓力水平進行測量, 從而直接考察PMS女性面臨的壓力與獎賞進程之間的關系。

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Altered reward processing in women with premenstrual syndrome: Evidence from ERPs and time-frequency analysis

HOU Lulu; CHEN Lirong; ZHOU Renlai

(Department of Psychology, Nanjing University, Nanjing 210023, China)

Premenstrual syndrome (PMS) refers to a series of physical, emotional, and behavioral symptoms that occur periodically in women during the late luteal phase of the menstrual cycle. It peaks within a week before menses and improves or disappears after the onset of menses. PMS occurs in 30%~40% of females at reproductive-age and can have deleterious effects on the social functioning and interpersonal relationships for those with PMS during the late luteal phase. Therefore, the potential causes and mechanisms of PMS have attracted researchers' attention. Affect balance is an important basis for maintaining mental health and the imbalance of positive and negative affect might be one of the causes of PMS. However, previous studies on the mechanism of PMS mostly focused on the increase of negative affect. Only limited studies explored the decrease of positive affect. Built upon the strong link between positive affect and reward processing, the present study aims to explore the causes of positive affect deficiencies tied to the dysfunctional reward processing during PMS.

Despite the lack of consensus on the diagnostic criteria of PMS, one of the most widely used diagnostic criteria for PMS are from John Bancroft’s recommendations, which have been translated into the PMS Scale in Chinese. Of the 259 women who were asked to self-assess using this scale, 45 right-handed females (23 with PMS and 22 without PMS) with regular menstrual cycle voluntarily participated in this study. After completing a series of questionnaires, a simple gambling task was used to elicit reward positivity (RewP, 250~350 ms), an event-related potential (ERP) component elicited by feedback indicating gain versus loss. All participants completed this task twice, once in the late luteal and the other in the early follicular phase, respectively. In addition to ERP analysis, we also conducted time-frequency analysis to examine the neural oscillations underlying the reward processing.

Questionnaire results showed that women with PMS reported lower levels of happiness and calmness than healthy women, and their affect balance was also lower than that of healthy women, independent of menstrual cycle. Electrophysiological results suggested that in the late luteal phase, compared with healthy women, women with PMS were characterized by reduced RewP responses towards monetary gains, but not towards monetary losses. Further correlational analysis showed that the amplitude of RewP to gain feedback and difference wave amplitude in women with PMS was related to the affect balance in the late luteal phase. Time-frequency analysis showed that the theta-band (4~7 Hz, 250~4000 ms) power to gain feedback in PMS group was lower than that of healthy group in the late luteal phase.

Taken together, the amplitude of RewP and the theta-band power are related to reward processing. Results showed that in the late luteal phase, the amplitude of RewP and the theta-band power in women with PMS were lower than that in healthy women, and the amplitude of RewP was related to affect balance for women with PMS. These results suggest that the altered neurophysiological response in reward processing of women with PMS may be one of the causes of their low positive affect and affect imbalance in the late luteal phase. Our findings provide a basis for PMS intervention from the perspective of increasing positive affect, which supplements and enriches previous interventions mostly based on reducing negative affect.

premenstrual syndrome; menstrual cycle; late luteal phase; positive affect; reward processing; reward positivity; theta-band; time-frequency analysis

2019-09-06

* 江蘇高校哲學社會科學重點研究基地重大項目(2015JDXM001)、南京大學雙創示范基地重點項目(SCJD0406)和南京大學博士研究生創新創意計劃(CXCY18-06)資助。

周仁來, E-mail: rlzhou@nju.edu.cn

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