腹內側前額葉在內隱認知重評中的因果作用*

高可翔 張岳瑤 李思瑾 袁加錦 李 紅 張丹丹,3

(1 四川師范大學腦與心理科學研究院,成都 610066) (2 深圳大學心理學院/磁共振成像中心,深圳 518060)(3 深港腦科學創新研究院,深圳 518055)

1 引言

情緒調節對個體維持心理健康、適應社會生活十分重要(Gross & John,2003)。廣義的情緒調節是指在情緒發生過程中通過改變認知、行為和環境等來影響情緒的產生、體驗和表達(Gross,1998)。情緒調節可通過不同的方式、使用各種策略達成(Braunstein et al.,2017)。以往研究主要關注外顯(有意識的、主動的)情緒調節,而近來一些研究發現,情緒調節過程也可以是內隱(無意識)的,且極少或不需要消耗以外側前額葉(lateral prefrontal cortex)為代表的認知控制資源(Gyurak et al.,2011;Koole et al.,2015;Koole & Rothermund,2011)。內隱情緒調節能有效降低負性情緒體驗及相關生理反應(李紅,袁加錦,2018;Mauss et al.,2007;Wang & Li,2017;Williams et al.,2009;Yang et al.,2015;Yuan,Ding,et al.,2015;Yuan,et al.,2019;Zhang et al.,2020)。然而與外顯情緒調節不同,目前我們對內隱情緒調節的認知及腦機制的了解還非常有限。

情緒加工神經模型(Etkin et al.,2015;Phillips et al.,2008;Rive et al.,2013)指出,外顯情緒調節需要調用負責認知控制的外側前額葉皮層,包括背外側前額葉(dorsolateral prefrontal cortex)和腹外側前額葉(ventrolateral prefrontal cortex)。而內隱情緒調節則節省認知控制資源,它主要依賴內側前額葉(medial prefrontal cortex)和前扣帶回皮層(anterior cingulate cortex,ACC)工作。不少研究者認為,腹內側前額葉(ventromedial prefrontal cortex,vmPFC)可能是內隱情緒調節的關鍵腦區。vmPFC 在情緒加工和調節過程中不僅通過與杏仁核、顳葉、腹側紋狀體的功能連接,提取情緒相關的先驗信息,對情緒內容進行評估并更新刺激的情感價值,同時還負責整合腹側系統和背側系統的信息,調控杏仁核的活動從而改變情緒刺激誘發的神經和行為反應(Delgado et al.,2016;Diekhof et al.,2011;Hiser & Koenigs,2018;Motzkin et al.,2015;Roy et al.,2012)。目前共有兩項腦調控-腦觀測的證據支持vmPFC 在內隱情緒調節過程中的關鍵作用。這兩項研究同時采用了功能核磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)和經顱直流電刺激(transcranial direct current stimulation,tDCS)技術。其中一項研究發現,采用tDCS 激活內側前額葉(包括vmPFC 和亞屬前扣帶皮層)之后,實驗組被試在觀看負性視頻片段時報告的負性情緒強度顯著低于tDCS 偽刺激組報告的評分(Abend et al.,2019)。另一項發現,采用tDCS 激活vmPFC 條件相比于偽刺激條件,被試在最后通牒游戲中被誘發憤怒情緒時,vmPFC 激活增加,而憤怒情緒體驗腦區ACC 和前腦島的激活減弱,且被試對不公平提議的接受率增加,自我報告的憤怒程度降低,隨后的攻擊行為降低,此結果提示vmPFC 在減少憤怒體驗和憤怒表達方面具有重要作用(Gilam et al.,2018)。需要注意的是,這兩項研究僅考察了激活vmPFC 所帶來的情緒改善,沒有對情緒調節進行實驗性操縱,因此難以保證被試情緒的改善是由內隱情緒調節帶來的。針對此問題,本研究將內隱情緒調節作為核心自變量進行操縱,建立內隱情緒調節和情緒改善間的因果關系,并通過 tDCS 激活vmPFC,觀察被試內隱情緒調節效果的改變,為揭示內隱情緒調節的核心腦區提供因果性證據。

最常用的內隱情緒調節誘發方式是通過啟動(priming)建立情緒調節目標,使個體對該情緒調節目標進行自動化追求(automatic goal pursuit) (Custers&Aarts,2010)。例如,Yang 等人(2015)使用含有情緒調節語義的目標詞來啟動“調節情緒反應”這一目標,被試每次從兩個備選詞中選擇一個與目標詞的語義相匹配的選項,從而通過語義加工過程為被試“植入”情緒調節目標。該內隱情緒調節的啟動方式稱為“詞語匹配任務”。又如,Yuan 等人(2019)要求被試從打亂順序的五個詞中挑選四個詞組成一個語法通順的句子,而句子中每次都含有一個情緒調節策略的相關詞(例如“接受”、“順其自然”),這樣被試也可以通過語義加工被植入某種具體的情緒調節策略(例如“接受策略”,acceptance)。該內隱情緒調節的啟動方式稱為“句子整理任務”。已有研究發現,以啟動方式誘發的內隱情緒調節,不但能有效降低負性情緒體驗,且對外側前額葉的認知資源消耗較少(Mauss et al.,2007;Williams et al.,2009;Wyczesany et al.,2021)。例如,Zhang 等人(2020)發現,內隱情緒調節可降低杏仁核和腦島等情緒體驗腦區的激活,同時不會引起額頂控制腦網絡的明顯激活。事件相關電位(event-related potential,ERP)證據也顯示,使用內隱情緒調節下調負性情緒時,反映負性情緒強度的頂區LPP 波幅減小,且不會誘發額區P3 波幅的明顯增強,后者被認為是認知控制卷入的指標(Yuan,Long,et al.,2015;Yuan,2019)。

與外顯情緒調節相比,內隱情緒調節在某些情境下或在某些人群中具有較明顯的優勢。例如Williams 等人(2009)發現,在高壓力損害認知資源的情境下,極少消耗認知資源的內隱認知重評(cognitive reappraisal)是比外顯認知重評更適合的調節方式。更重要的是,對認知控制資源嚴重受損的抑郁癥等精神疾病患者而言,雖然他們外顯情緒調節策略(例如認知重評)的使用效率和使用頻率均低于健康個體(Campbell-Sills et al.,2006;Garnefski et al.,2007;Garnefski & Kraaij,2006;Gross & John,2003),但患者的內隱情緒調節功能沒有明顯受損。例如,研究者發現抑郁被試在內隱啟動的分心(distraction)策略下能有效降低在挫折任務中的消極情緒,但讓被試執行外顯分心策略時卻不能達到此情緒調節效果(李紅,袁加錦,2018)。由于內隱情緒調節具有上述優點,闡明內隱情緒調節的認知神經機制具有重要的理論價值和臨床指導意義。

本研究針對內隱情緒調節的潛在核心腦區vmPFC,將tDCS 組別作為被試間變量,比較tDCS激活組和偽刺激組之間內隱情緒調節效果的差異。情緒調節可以通過多種策略實現,其中認知重評策略最具環境適應性,該策略強調認知的改變,即通過重新解釋情緒刺激的內容(例如,從更加積極的角度看待問題)從而調節情緒反應(Gross & John,2003;Ochsner et al.,2012;Suri et al.,2015)。本研究使用含有認知重評相關詞的句子整理任務,啟動認知重評目標,誘發被試對負性情緒認知重評的自動化追求(Williams et al.,2009;Yuan,Ding,et al.,2015)。實驗中,采用圖片瀏覽任務誘發被試的負性情緒,并記錄腦電數據。行為層面,我們采集被試觀看每張圖片后的情緒自我報告評分以及任務結束半小時后的圖片效價評分,用以考察內隱情緒調節及陽極激活vmPFC 的即時效果和短時間內的持續效應(Mauss & Robinson,2009)。電生理層面,本研究采用 ERP 的頂區晚正成分(late positive potential,LPP)作為情緒反應的客觀指標。LPP 通常在情緒刺激呈現500 ms 后出現,在頂區達到最大值(Foti & Hajcak,2008;Hajcak & Nieuwenhuis,2006)。該成分反映了刺激的情緒強度(Hajcak et al.,2010;Liu et al.,2012),在情緒調節相關研究中被用于反映情緒調節的效果(Sch?nfelder et al.,2013)。例如,以往研究表明,下調負性情緒伴隨著LPP 波幅的降低(He et al.,2020;Yuan,Long,et al.,2015),且LPP 波幅和主觀負性情緒評分之間存在顯著相關(Li et al.,2022;Zhao et al.,2021)。

基于已有發現,本研究假設：vmPFC 是內隱情緒調節的核心腦區,內隱認知重評可有效下調負性情緒體驗。在觀測指標上,被試在內隱認知重評啟動條件比基線條件的情緒評分更加正性、頂區LPP波幅明顯下降;相比于偽刺激組,采用tDCS 激活vmPFC 可提高內隱認知重評的調節效果。本研究不但能深化我們對內隱情緒調節腦機制的理解,還可為采用tDCS 提高內隱情緒調節能力、改善抑郁癥等人群的情緒調節障礙提供臨床指導。

2 方法

2.1 被試

本研究招募在校本科生和研究生共80 名。所有被試均為右利手,無神經系統疾病及腦損傷史,參與實驗時身體健康,視力或矯正視力正常。實驗前簽署了知情同意書,實驗后獲取報酬100 元。本研究方案得到了深圳大學倫理委員會的批準。根據相關研究(Abend et al.,2019;Gilam et al.,2018)報告的效應量大小(平均=0.24),使用G*Power 3.1.7 對樣本量進行估計(α=0.05,β=0.2,方差分析：重復測量,被試內-被試間交互作用),兩組被試各含7 名即可達到80%的統計檢驗力(power)。因此本研究的樣本量滿足要求。

實驗當天被試填寫以下量表：貝克抑郁量表第二版(Beck Depression Inventory Second Edition,BDI-II;Beck et al.,1996)、斯皮爾伯格特質焦慮量表(Trait form of Spielberger’s State-Trait Anxiety Inventory,STAI-T;Spielberger,et al 1983)、情緒調節問卷的認知重評子量表(Emotion Regulation Questionnaire,ERQ-R;Gross & John,2003)。隨后將被試隨機分配到陽極刺激組和偽刺激組。經檢驗,兩組在年齡、性別、抑郁水平(BDI-II)、特質焦慮水平(STAI-T)、認知重評策略的使用傾向(ERQ-R)上均無顯著差異,如表1 所示。

表1 本研究兩組被試的人口學特征

2.2 實驗過程

本研究為2 (啟動類型：認知重評/基線) × 2(tDCS 組別：陽極刺激/偽刺激)的混合實驗設計。其中啟動類型為被試內變量,tDCS 組別為被試間變量。

主實驗由兩個block 組成,分別對應“基線”和“認知重評”兩種啟動條件(見圖1A)。兩個block 的先后順序在被試間平衡,block 間被試進行60 min的無關任務。每個block 包含句子整理(60 個試次)和圖片瀏覽(30 個試次)兩種任務。每個block 開始前,被試接受電流強度為1.5 mA 的tDCS (陽極刺激組的電流持續10 min,偽刺激組只在開始時給予1 min 的電流)。tDCS 結束后立刻開始實驗。被試首先進行10 試次的句子整理任務,緊接著進行5試次的圖片瀏覽任務,反復6 輪。認知重評啟動緊跟簡短的圖片瀏覽任務,這樣可以保證較強的啟動效應。

句子整理任務用于啟動內隱情緒調節。在句子整理任務中(圖1B)被試需在30 s 內從5 個打亂順序的詞語中挑選4 個詞,組成一個語法正確的句子(Mauss et al.,2007)。被試需使用電腦小鍵盤將4 個詞的序號依次輸入屏幕中的灰框內。認知重評block 中,每個整理好的句子均包含一個與認知重評策略相關的詞或短語,基線block 中則不包含任何與情緒調節相關的詞或短語。研究表明,整理包含認知重評詞義的句子,可啟動對情緒情境進行認知重評的自動化目標追求,從而達到內隱情緒調節的效果(Williams et al.,2009;Yuan,Ding,et al.,2015)。

圖1 實驗過程。A,任務流程圖。B,句子整理任務的材料示例。C,圖片瀏覽任務的單試次流程。

圖片瀏覽任務用于誘發被試的負性情緒。在圖片瀏覽任務中(圖1C),每張負性圖片呈現5 s,在此期間被試需要仔細觀察圖片并體驗情緒,圖片消失后,在0～1 連續標尺中報告自己當前的情緒效價。情緒評定通過鼠標單擊表情軸完成,越靠近表情軸左端(0 分)代表情緒越負,越靠近軸的右端(1 分)代表情緒越正,鼠標點擊后屏幕上會出現紅色豎條(提示點擊位置),被試需在5 s 內完成情緒評定。試次間的空屏間隔為1 s。

主實驗結束半個小時后,被試需要對圖片瀏覽中的60 張圖片進行9 點效價評分(1=非常消極;9=非常積極),以考察內隱情緒調節及tDCS 的持續效應。

為了確保內隱情緒調節操縱的有效性,實驗結束后對每名被試進行了問卷調查,考察他們是否猜到了實驗目的,以及在實驗中是否主動進行了情緒調節。

2.3 實驗材料

從國際情感圖片系統(International Affective Picture System,IAPS;Lang et al.,1997)和中國情緒圖片系統(Chinese Affective Picture System,CAPS;白露 等,2005)共挑選負性圖片60 張。額外招募20名同質被試對這60 張圖片的效價和喚醒度進行評定。隨后這些圖片被平均分配到兩個block 中。獨立樣本t檢驗(雙尾)表明,圖片的效價和喚醒度在兩個block 間均無顯著差異,圖片的效價為(t(58)=0.13,p=0.893;2.54 ± 0.11 vs.2.52 ± 0.14),喚醒度為(t(58)=-0.50,p=0.622;6.31 ± 0.16 vs.6.44 ±0.19) (1～9 點評分)。實驗過程中,所有圖像以相同的亮度和對比度顯示在LCD 屏幕的中央,視角為3.0× 3.5°。

實驗共使用10 個認知重評相關語句和10 個情緒調節無關語句。認知重評相關句中含有一個與認知重評策略相關的啟動詞。例如,“旅行可以改變心情”中的“改變”。情緒調節無關句中不含有任何與情緒調節策略相關的詞匯。例如,“樹木可以制造氧氣” (圖1B)。額外招募20 名同質被試對這20 個句子的效價和熟悉度進行評定。獨立樣本t檢驗(雙尾)表明,認知重評相關句和情緒調節無關句在效價和熟悉度上均無顯著差異,句子的效價為(t(18)=0.26,p=0.794;6.18 ± 0.10 vs.6.13 ± 0.17),熟悉度為(t(18)=0.96,p=0.342;5.99 ± 0.12 vs.5.83 ± 0.11)(1～9 點評分)。這20 個句子在實驗中重復使用6 次,每次使用時隨機設置新的詞序并加入不同的填充詞(或稱為干擾詞),因此被試在不同的試次中對相同的句子也需要重新進行語義加工和句子整理。

2.4 tDCS 參數設置

本研究采用離線tDCS 刺激方案,主要原因有二：在線的tDCS 會在腦電數據中造成電流偽跡;電流刺激過程可能引起電極周圍皮膚的不適感,影響被試執行實驗任務。

采用無線tDCS 系統(NeuStim,博睿康科技股份有限公司,中國常州)。靶點腦區為vmPFC。參照同樣選擇vmPFC 為靶點腦區的tDCS 研究,本研究將陽極電極置于國際腦電10/20 系統中的Fz 點和Fpz 點之間的位置,陰極電極置于下巴中央,同時電流強度設置為 1.5 mA (Bulteau et al.,2022;Junghofer et al.,2017;Winker et al.,2018,2019,2020;Yin et al.,2021)。根據Junghofer 等人所進行的基于有限元的tDCS 電流正向建模表明,這種電極位置和電流參數設置可使電流有效到達vmPFC,并最大限度地減少對其他腦區的影響(見Junghofer等人2017 研究的圖1)。

通過一對用鹽水浸泡過的3 cm × 3 cm 大小的海綿電極施加1.5 mA 的恒定電流。為減少電刺激引起的不適,在刺激的開始和結束階段分別設置了30 s 的電流逐漸增強(fade in)和逐漸減弱(fade out)的過程。陽極刺激組的被試接受1.5 mA 電流10 min。偽刺激組被試只在這10 min 中的最初1 min 接受逐漸增強又逐漸減弱的電流。已有研究表明,1 min 的電流刺激會讓被試體驗到與真刺激組相似的頭皮感覺,但不會顯著影響后續實驗任務中大腦的神經活動(Mungee et al.,2014;Riva et al.,2015)。

被試在實驗結束后報告自己在接受tDCS 電刺激過程中的負性體驗,包括電刺激引起的生理難受程度和負性情緒程度等。1～9 點評分,分值越高表示負性體驗越強烈。

2.5 腦電信號采集與分析

腦電信號采集使用32 通道無線放大器(NeuSen.W32,博睿康科技股份有限公司,中國常州)。采樣率250 Hz,電極阻抗低于10 kΩ。在線記錄時以左側乳突作為參考電極,離線分析時以“全腦平均電位值”進行重參考。

使用Matlab (v2020a)軟件對腦電數據進行預處理。以圖片開始出現作為零時刻,依次進行以下處理：重參考、濾波(0.01～30 Hz)、分段(-200～5000 ms)、基線矯正(-200～0 ms)、剔除波幅超過±150 μV 的試次。頂區LPP 成分的波形使用Pz 及其周圍電極(P3、P4、Pz、CP1 和CP2)的平均波幅計算,時間窗根據課題組已有文獻選取(Li et al.,2022;Zhao et al.,2021)：以經典的P3 成分結束為起點,內隱情緒調節結束為終點,即圖片呈現后的1～5 s 作為LPP 時間窗。除了事前關注的頂區LPP,我們在腦電數據中還發現枕區的P1 成分受實驗變量的顯著影響。對于枕區P1 成分(事后分析),采用O1、O2、P7、P8 的平均波幅來衡量,時間窗根據已有文獻選取為 100～150 ms (Clark & Hillyard,1996;Gu et al.,2020;Zhang et al.,2022;?ochowska et al.,2022)。本研究關注啟動類型和tDCS 組別對P1 波幅的影響,不考察P1 波幅的左右半球差異。

2.6 統計方法

統計分析采用SPSS Statistics 20.0 (IBM,Somers,USA)。描述性統計量表示為“均值 ± 標準誤”。顯著性水平設定為0.05。采用作為方差分析的效應值。對自我情緒評分、圖片效價評分、頂區LPP 波幅、枕區P1 波幅分別進行兩因素重復測量方差分析,被試內因素為“啟動類型”,被試間因素為“tDCS 組別”。采用雙尾皮爾遜相關對因變量進行探索性相關分析。

3 結果

3.1 行為結果

80 名被試中,僅5 名被試事后報告說他們察覺到了實驗目的或在實驗中主動進行了情緒調節(陽極刺激組3 名,偽刺激組2 名)。這說明大部分被試(94%)在實驗中處于內隱情緒調節狀態。有否剔除此5 名被試并不對統計結果產生明顯影響。考慮到本研究主要關注tDCS 效應(即組間差異),本部分報告了所有80 名被試的實驗結果。

兩組被試對tDCS 電流刺激的負性體驗均較弱,且不存在組間差異(表2)。自我情緒評分的結果表明,啟動的主效應顯著,F(1,78)=34.4,p〈 0.001,=0.306：認知重評啟動條件下的情緒評分(0.30 ± 0.01)比基線條件更加正性(0.26 ± 0.01),該結果說明了內隱情緒調節啟動的有效性。tDCS 組別的主效應不顯著,F(1,78)=1.6,p=0.211,=0.020：陽極刺激組的情緒評分(0.29 ± 0.01)比偽刺激組稍偏正性(0.27 ± 0.01)。最主要的發現是,啟動類型和tDCS 組別的交互作用顯著：F(1,78)=5.7,p=0.019,=0.068 (圖2A)。簡單效應分析表明,認知重評啟動條件下陽極刺激組的情緒評分(0.32 ± 0.01)比偽刺激組更偏正性(0.28 ± 0.01),F(1,78)=4.2,p=0.043,=0.051;但此組間差異在基線啟動條件下不顯著,F(1,78)=0.2,p=0.670 (陽極刺激組：0.27 ± 0.02,偽刺激組：0.26 ± 0.02)。探索性分析發現,情緒評分結果與被試的特質焦慮和抑郁水平成反比(表3,圖2C)。

表2 兩組被試對電流刺激的負性體驗

主任務結束半個小時后的圖片效價評分結果表明,啟動類型的主效應邊緣顯著,F(1,78)=3.8,p=0.055,=0.046：認知重評啟動條件下的效價評分(2.96 ± 0.10)比中性啟動條件(2.90 ± 0.94)更偏正性。tDCS 組別的主效應顯著,F(1,78)=9.2,p=0.003,=0.106：陽極刺激組的效價評分(3.38 ±0.14)比偽刺激組(2.75 ± 0.14)更加正性(圖2B)。

圖2 行為結果。A,自我情緒評分。0～1 計分：0 分和1 分分別代表極端負性和極端正性,0.5 分代表中性。B,圖片效價評分。9 點計分：1 分和9 分分別代表極端負性和極端正性,5 分代表中性。圖中的誤差條(error bar)代表標準誤。小圓圈表示單個被試的數據。C,自我情緒評分與特質焦慮和抑郁得分的相關關系。為節省空間,圖中僅畫出總體樣本(n=80)在重評啟動條件下的相關。完整的相關結果見表3。小圓圈和小三角分別表示偽刺激組和陽極刺激組單個被試的數據。** p 〈 0.01,* p 〈 0.05。

3.2 腦電結果

LPP 波幅結果表明,啟動的主效應顯著,F(1,78)=70.3,p〈 0.001,=0.474：認知重評啟動條件下的 LPP 波幅(1.39 ± 0.18)顯著低于基線條件(2.50 ± 0.16)。tDCS 組別的主效應顯著,F(1,78)=7.9,p=0.006,=0.092：陽極刺激組的LPP 波幅(1.51 ± 0.22 μV)低于偽刺激組(2.39 ± 0.22 μV)。最主要的發現是,啟動類型和tDCS 組別的交互作用顯著：F(1,78)=5.7,p=0.019,=0.068 (圖3AC)。簡單效應分析表明,認知重評啟動條件下F(1,78)=11.0,p=0.001,=0.124,陽極刺激組的LPP 波幅(0.80 ± 0.26 μV)顯著低于偽刺激組(1.99 ±0.26 μV),但此組間差異在基線啟動條件下不顯著,F(1,78)=3.1,p=0.080 (陽極刺激組：2.22 ± 0.22 μV,偽刺激組：2.78 ± 0.22 μV)。探索性分析發現,自我情緒評分結果與LPP 波幅成反比(表3,圖3B)。

表3 自我情緒評分與被試特質及LPP 波幅的相關

圖3 頂區晚正成分(LPP)。A,LPP 平均波幅。圖中的誤差條(error bar)代表標準誤。小圓圈表示單個被試的數據。B,自我情緒評分與LPP 平均波幅的相關。為節省空間,圖中僅畫出總體樣本(n=80)在重評啟動條件下的相關。完整的相關結果見表3。小圓圈和小三角分別表示偽刺激組和陽極刺激組單個被試的數據。*** p 〈 0.001,** p 〈0.01。C,LPP 波形圖和地形圖。波形為Pz、P3、P4、CP1 和CP2 的平均波幅。地形圖為時間窗1～5 s 的平均值。

除了在假設階段關注的LPP 波幅,我們還意外發現雙側枕區的P1 成分也顯著受到實驗變量的影響(圖4)：tDCS 組別的主效應顯著,F(1,78)=6.1,p=0.016,=0.072：陽極刺激組的P1 波幅(4.71 ±0.40 μV)低于偽刺激組(6.12 ± 0.40 μV)。啟動的主效應不顯著,兩個自變量的交互作用不顯著。

圖4 枕區P1 成分。A,P1 平均波幅。圖中的誤差條(error bar)代表標準誤。小圓圈表示單個被試的數據。* p 〈 0.05。B,P1 波形圖和地形圖。該波形為O1、O2、P7 和P8 的平均波幅。地形圖為時間窗100～150 ms 的平均值。地形圖中,由于未發現啟動的主效應,合并“啟動類型”的兩個水平。

4 討論

4.1 腹內側前額葉激活的即時效應

本研究使用tDCS 以考察vmPFC 在內隱情緒調節中的因果作用。與預期一致,我們發現陽極激活以vmPFC 為代表的內側前額葉導致了內隱情緒調節效果的顯著增強。具體來說,我們發現內隱認知重評能同時下調負性情緒和腦電LPP 波幅,并且這種下調作用在激活vmPFC 的被試組中更顯著。

本研究主要的貢獻在于：我們通過操縱vmPFC的激活程度以考察該腦區在內隱情緒調節中的因果作用。啟動類型和tDCS 組別的交互作用表明,vmPFC 在由啟動誘發的內隱情緒調節中發揮了因果作用,激活vmPFC 可明顯增強內隱認知重評對負性情緒的下調效果。雖然以往研究已提示vmPFC是內隱情緒調節的重要腦區(Braunstein et al.,2017;Etkin et al.,2015;Phillips et al.,2008;Rive et al.,2013),然而采用神經調控技術激活vmPFC,并對比考察啟動和非啟動的內隱情緒調節過程(對內隱情緒調節進行直接操縱),本研究尚屬首次。值得注意的是,我們發現的情緒調節效應的組間差異僅在認知重評啟動條件下出現,在基線條件下沒有組間差異。與我們的發現不同,Abend 等人(2019)在沒有啟動內隱情緒調節的情況下(類似于我們的基線即中性啟動條件),使用tDCS 激活vmPFC 并觀察到了被試負性情緒的降低。我們認為這種不一致的結果可能與tDCS 電極位置的擺放不同有關。本研究中tDCS 的電極放置于前額頂部(Fz 點和Fpz 點之間)和下巴,由電場模擬圖可以看出(Junghofer et al.,2017),如此設置電極位置可以使電流調控的腦區主要集中在vmPFC,同時可以減弱流經vmPFC 鄰近腦區(例如背內側前額葉和眶額葉)的電流強度。而Abend 等人(2019)的研究將兩個電極分別放置于前額(鼻根上方)和后腦(枕骨隆突下方),這就使整個大腦的矢向軸(包括：vmPFC、ACC、后扣帶回、內側枕區等)都接受到了電流刺激,因此Abend 等人觀測到的類似于情緒調節的效應很可能不是直接由vmPFC 受到調控引起的。

除了證明vmPFC 是內隱情緒調節的關鍵腦區,我們還意外發現,激活vmPFC 能在情緒刺激加工的早期階段影響對刺激的注意。具體來說,我們發現在負性圖片呈現后100～150 ms 的早期注意階段,vmPFC 被激活的實驗組比偽刺激組的P1 波幅更小。P1 成分反映了大腦對視覺刺激的早期注意,P1波幅越大代表被試對刺激投入的注意越多(Clark & Hillyard,1996)。例如,由于人們對負性情緒信息存在注意偏向,不少研究發現負性圖片比正性和中性圖片誘發更大的 P1 波幅(Carretié et al.,2004;Delplanque et al.,2004;Smith et al.,2003)。因此,本研究發現激活vmPFC 引起P1 波幅減小,表明tDCS陽極組被試對負性情緒刺激的早期視覺注意加工減弱。該結果提示,vmPFC 除了參與較晚期的情緒調節過程,還會在情緒信息的早期視覺加工階段減少對負性刺激的注意。與我們的發現一致,Junghofer 等人(2017)結合腦磁圖和tDCS 技術發現,激活vmPFC 導致早期(約100 ms)視覺注意相關的枕葉和顳枕皮層對負性刺激的響應減弱。

4.2 腹內側前額葉激活的持續效應

最后本研究還發現,半小時后再次觀看圖片時,內隱情緒調節和陽極激活vmPFC 會持續影響被試對圖片的再體驗。具體來說,啟動類型的主效應邊緣顯著,認知重評啟動條件下的圖片效價評分比基線條件更偏正性;tDCS 組別的主效應顯著,vmPFC被激活的實驗組比偽刺激組的效價評分更正性。以往研究發現,外顯情緒調節會影響情緒刺激的再次體驗(Erk et al.,2010;Hermann et al.,2017,2021)。例如,MacNamar 等人(2011)發現,對負性圖片進行認知重評,30 min 后情緒調節效果依然存在,體現為與對照條件相比,認知重評條件的圖片效價評分更正、LPP 波幅更小。同時,Walter 等人(2009)發現,間隔10 min 再次觀看之前經過情緒調節的負性圖片時,杏仁核的激活減少。因此,本研究結果表明,內隱情緒調節同樣具有持續的改善情緒的潛力。但是也需要注意,本研究中我們發現的內隱情緒調節的持續效應較弱：啟動類型對圖片效價評分的主效應僅為邊緣顯著。這可能是因為短時的啟動效應持續效果有限,后續研究應考慮使用多次訓練的方式(例如連續訓練一周,每天訓練半小時)替代“啟動”,從而提高內隱情緒調節的持續效果(Hopp et al.,2011)。此外,我們還發現tDCS 組別對圖片效價評分有顯著的主效應。先前有研究發現,激活vmPFC能影響被試再次面對負性刺激時的情緒反應,這可能與負性刺激的恐懼消退過程有關(Dittert et al.,2018;Guhn et al.,2014)。因此我們的發現可能表明,vmPFC 的激活促進了對負性圖片的恐懼消退過程。

4.3 腹內側前額葉在內隱情緒調節中的作用

綜合已有研究和本文的結果我們認為,vmPFC在調節負性情緒時可能具有至少三個方面的作用。首先,vmPFC 在視覺加工的早期階段通過影響對負性刺激的注意(Wolf et al.,2014)來調控自下而上的信息輸入。接著,vmPFC 作為信息整合和價值編碼的核心腦區對信息進行整合,并計算刺激的情感價值(Roy et al.,2012;Winecoff et al.,2013)。具體來說,vmPFC 通過與杏仁核、顳葉、腹側紋狀體的功能連接,提取相關的先驗信息對刺激的情感價值進行評估(D’Argembeau et al.,2008;Sharot et al.,2007;Torrisi et al.,2018),并在情緒性信息加工的中晚期更新刺激的情感價值(Quirk et al.,2006;Roy et al.,2012;Winecoff et al.,2013)。最后在情緒反應階段,vmPFC 作為抑制負性情緒反應的腦區,通過與杏仁核間的負向功能連接,自上而下地調節杏仁核的反應從而影響情緒表達(Diekhof et al.,2011;Johnstone et al.,2007;Motzkin et al.,2015;Urry et al.,2006)。例如,在恐懼消退過程中,vmPFC 負責消除編碼在杏仁核中的條件性恐懼信號(Gottfried & Dolan,2004;Sotres-Bayon & Quirk,2010),并通過影響情緒信息的記憶促進再次暴露的恐懼消退(Maren & Quirk,2004;Raij et al.,2018)。值得注意的是,vmPFC 的上述功能在外顯情緒調節過程中需要外側前額葉的調制和監管(He et al.,2020;Li et al.,2022;Ochsner et al.,2002;Ochsner & Gross,2005;Smith & Lane,2015;Zhao et al.,2021),而在內隱情緒調節過程中vmPFC 可以相對獨立的工作(Mauss et al.,2007;Zhang et al.,2020),幾乎不會消耗外側前額葉的認知資源(Yang et al.,2015;Yuan et al.,2019)。

4.4 主客觀情緒測量指標的相關性

本研究的另一個貢獻在于,我們明確了自我情緒評分在測量內隱情緒調節效果中的有效性。自我情緒評分是情緒體驗的直接測量,常用于檢驗外顯情緒調節的效果(Mauss & Robinson,2009),但其在內隱情緒調節研究中的應用存在爭議。一些研究者提出,單側的情緒評分(如只評負性或正性)可能會引起被試對實驗目的的猜測,從而降低評分結果的可靠性(Haeffel & Howard,2010;Polivy & Doyle,1980)。因此一些內隱情緒調節研究并沒有使用自我情緒評分作為調節效果的指標(Mocaiber et al.,2010;Payer et al.,2012;Williams et al.,2009)。本研究中,我們采用雙側評分方式(評分范圍從負性到正性)來避免評分任務可能會引起的被試對實驗目的的猜測。我們的結果表明,內隱認知重評啟動可以有效降低自我情緒評分,并且自我情緒評分與客觀指標——頂葉LPP 波幅呈顯著的負相關關系,這表明自我情緒評分在測量內隱情緒調節效果中具有較高的準確性(He et al.,2020;Li et al.,2022;Schupp et al.,2000;Shafir et al.,2015,2016;Zhao et al.,2021)。

4.5 研究展望

下一步研究可以從以下4 個方面展開。第一,本研究驗證了vmPFC 在內隱情緒調節過程中的因果作用,但測量的指標僅限于自我情緒評分和腦電信號。先前研究表明情緒調節也會引起皮膚電導反應(Raio et al.,2013)、心率變異性(Williams et al.,2009)以及瞳孔直徑(Robinson et al.,2021)等外周生理指標的變化。未來研究可以考慮通過多種測量手段驗證內隱情緒調節的效果。第二,本研究招募的被試均為健康大學生,激活vmPFC 促進內隱情緒調節的潛在臨床應用價值還需要來自抑郁癥等臨床樣本的實驗支持。第三,本研究主要關注單次tDCS 干預和句子整理任務啟動后的短暫的內隱情緒調節效應,未來研究可以考察多次tDCS 治療并結合反復的啟動訓練對內隱情緒調節能力的長期提高效果。第四,本研究雖然采用 tDCS 瞄準了vmPFC,但無法避免電流同時流經vmPFC 的周邊腦區(例如背內側前額葉、眶額葉等),這影響了本研究結論的準確性。我們期盼有更多的方法學研究,致力于探討如何更精確的采用tDCS 瞄準vmPFC 等較深層的腦區。已有研究提示,采用多電極模式可以較好地將電流集中到目標靶區,同時減少非目標腦區的電流密度(Martínez-Pérez et al.,2020;Sergiou et al.,2022)。后續研究可采用此方法進行嘗試。

5 結論

為揭示vmPFC 在內隱情緒調節中的因果作用,本研究采用tDCS 陽極激活以vmPFC 為代表的內側前額葉,并使用句子整理任務啟動內隱認知重評。研究結果表明,激活vmPFC 能顯著促進內隱情緒調節,在內隱認知重評啟動條件下,vmPFC 激活導致觀看負性情緒圖片的被試報告的負性情緒更弱、被負性情緒圖片誘發的頂區LPP 波幅更小。同時我們發現,激活vmPFC 能減弱被試對負性刺激的早期注意分配。本研究表明,以vmPFC 為代表的內側前額葉是內隱情緒調節的關鍵腦區,臨床可以通過激活vmPFC 并配合內隱情緒調節認知訓練,提高情緒障礙等精神病患者對負性情緒的調節能力。