物質成癮患者和行為成癮患者在紋狀體和前額葉激活的異同：基于雙系統(tǒng)模型的元分析

1前言

成癮，作為一種慢性復發(fā)的疾病，其核心特征在于患者盡管意識到自身行為的危害性，但難以實施有效的控制（Zengetal.，2023）。研究者根據是否攝入成癮物質，將成癮劃分為物質成癮和行為成癮（非物質成癮）兩大類別（Zouetal.，2017）。物質成癮患者因持續(xù)性攝入成癮性物質而出現認知異常，主要表現為認知和動機功能受損、對成癮線索的渴求感增強、偏好獎賞而忽視風險以及沖動控制功能障礙等方面（賀金波等，2017）。進一步研究表明，盡管行為成癮患者未攝入成癮物質，但他們表現出與物質成癮患者類似的認知異常。然而，物質成癮患者和行為成癮患者在具體行為表現上亦存在差異。例如，尼古丁依賴者的抑制控制能力低于網絡游戲成癮患者和健康對照組，而其風險偏好程度則高于這兩組（Yanetal.，2021）。這表明，兩類成癮患者的認知異常既有相似之處，也具備各自的特征。

與行為研究結果類似，物質成癮患者和行為成癮患者在神經機制上既有相似也有特異性的變化。在靜息狀態(tài)下，兩類患者的殼核區(qū)域均表現出超連接；在結構上，物質成癮患者的額紋系統(tǒng)灰質體積減少，而行為成癮患者的灰質體積減少主要集中于額葉（Tolomeoamp;Yu，2022；Yanetal.，2023；Yaoetal.，2017。然而，與靜息態(tài)和結構像相比，只有任務態(tài)的功能磁共振成像（fMRI）能夠測量任務相關的神經激活，并揭示特定認知活動的神經基礎，從而建立任務與大腦活動之間的因果關系。從成癮發(fā)展角度來看，物質成癮和行為成癮的核心機制涉及獎賞加工、成癮刺激加工和抑制控制這些認知活動之間的相互作用（Brandetal.，2016）。因此，本研究聚焦于任務態(tài)fMRI研究，旨在探究物質成癮患者和行為成癮患者在這些認知活動下相似和獨特的神經激活模式。

當前研究在探究物質成癮患者和行為成癮患者異常的激活模式時，主要采取兩種不同的研究路徑（Turelamp;Qahri-Saremi，2016）。一種路徑是從沖動系統(tǒng)（impulsivesystem）的角度出發(fā)，研究成癮者獎賞相關神經系統(tǒng)的變化。研究者認為，在成癮發(fā)展過程中，個體的行為越來越受到成癮相關信息的影響，這些信息通過巴甫洛夫條件反射和工具性學習機制，導致成癮性行為和渴求的產生（Noel et al.，2013）。另一種路徑是從反思系統(tǒng)（reflective system）角度，探究多巴胺系統(tǒng)敏化情況下，成癮者抑制控制相關神經系統(tǒng)的變化（Brandetal.，2019；Qiuamp;Wang，2021b）。從認知神經科學角度，成癮可被視為沖動系統(tǒng)和反思系統(tǒng)之間的平衡被打破，導致成癮患者在面對成癮刺激物時無法有效實施行為控制，表現出獎賞加工以及沖動控制等方面的功能障礙（賀金波 等，2017;Turelamp;Qahri-Saremi，2016）。例如，Brand （2022）提出的成癮模型（圖1），從成癮發(fā)展角度區(qū)分了成癮前期的“feelsbetter\"環(huán)路和后期的\"mustdo\"環(huán)路，強調了沖動系統(tǒng)和反思系統(tǒng)之間的相互作用。盡管如此，當前多數研究在探究物質成癮或行為成癮的激活異常時，通常僅關注單一系統(tǒng)的變化（Luijtenetal.，2017；Qiu amp; Wang，2021b），在沖動系統(tǒng)和反思系統(tǒng)的雙系統(tǒng)框架下，物質成癮患者與行為成癮患者的腦激活模式相似性和特異性變化，仍有待進一步深入研究。

圖1成癮發(fā)展的兩個關鍵階段：“feelsbetter\"和\"mustdo”?！癴eelsbetter\"環(huán)路通過腹側紋狀體；“mustdo”環(huán)路通過背側紋狀體。執(zhí)行功能的調節(jié)作用通過\"stopnow\"環(huán)路實現，該環(huán)路主要涉及背外側前額葉皮層，對于抑制沖動行為和成癮行為至關重要。

1.1物質成癮患者和行為成癮患者沖動系統(tǒng)變化

沖動系統(tǒng)（杏仁核-紋狀體系統(tǒng)）異常是成癮形成和發(fā)展的生理基礎（Brandetal.，2019）。在成癮的發(fā)展過程中，成癮刺激物與有吸引力的\"wanting\"感覺表征的反復匹配，導致個體對成癮刺激物的感知發(fā)生變化，賦予了成癮刺激物更強的顯著性，進而使成癮患者對成癮刺激物表現出強烈的渴求感（Robinsonamp;Berridge，1993）。此外，這種反復的激活也損傷了沖動系統(tǒng)，改變個體的獎賞敏感性，使成癮者傾向于追求成癮刺激物而忽視自然獎勵（Noeletal.，2013）。因此，研究者觀察到成癮者在面對成癮刺激物和獎賞加工過程的異常（賀金波等，2017）。

進一步的研究揭示了物質成癮患者和行為成癮患者在執(zhí)行相關任務時，其沖動系統(tǒng)表現出相似性和特異性變化。通過對比物質成癮患者和行為成癮患者在獎賞加工任務中的腦區(qū)激活情況，發(fā)現神經環(huán)路相似性和特異性的變化主要集中在紋狀體環(huán)路。例如，與健康對照組相比，尼古丁依賴者在即時獎賞條件下雙側腹側和背側紋狀體激活增強（Luoetal.，2011），而網絡游戲成癮個體在獎勵預期和獎勵結果階段的紋狀體（伏隔核和尾狀核）激活也顯著增強（Wangetal.，2021）。此外，雖然物質成癮患者和行為成癮患者激活了相似的腦區(qū)，但是激活的方向卻相反。Luijten等人（2017）通過元分析研究獎賞加工的不同階段（獎賞預期階段和獎賞結果呈現階段）發(fā)現，在獎賞結果呈現階段，物質成癮患者的腹側紋狀體激活增強，而賭博成癮者的背側紋狀體激活降低。這表明盡管兩類成癮患者的紋狀體環(huán)路均存在異常激活，但具體的激活方向和腦區(qū)可能有所不同。然而，值得注意的是，目前多數研究結論主要基于間接推論，缺乏對不同物質成癮患者和行為成癮患者的腦激活模式的直接比較（Romanczuk-Seiferthetal.，2015）。因此，需要采用更直接的方法探討物質成癮患者和行為成癮患者在哪些腦區(qū)表現出相似性，以及在哪些腦區(qū)表現出特異性。

基于上述觀點，有研究嘗試在同一任務中對物質成癮患者和行為成癮患者進行直接比較，旨在探究兩者之間腦激活模式的相似性和特異性。研究發(fā)現，在獎勵預期階段，與可卡因成癮患者和健康對照組被試相比，賭博成癮個體的腹側紋狀體、腦島和內側前額葉皮層激活增強；而在損失預期階段，可卡因成癮患者的紋狀體激活則低于賭博成癮患者和健康對照組（Worhunskyetal.，2014）。該研究不僅證實了可卡因成癮患者和賭博成癮患者在紋狀體的異常激活模式，而且揭示了兩種成癮類型的激活模式存在明顯差異。盡管如此，該研究成果主要局限于可卡因成癮和賭博成癮，尚不確定這些結論是否可以推廣到其他類型的物質成癮和行為成癮。因此，有必要通過大規(guī)模數據合并，進一步探討物質成癮患者和行為成癮患者的沖動系統(tǒng)是否也表現出相似的激活模式變化。這樣的研究將有助于揭示不同成癮類型之間的共性和差異，為成癮的神經生物學基礎提供更全面的見解，并為未來的診斷和治療策略提供科學依據。

在線索渴求誘導任務中，不同類型的成癮患者均表現出紋狀體系統(tǒng)的異常激活。酒精依賴者面對酒精相關線索時，其腹側紋狀體的激活增強（Wraseetal.，2007）；而網絡游戲成癮被試在觀看游戲線索時，紋狀體也表現出類似的激活特征（Liuetal.，2017）。除了紋狀體，這兩類成癮患者在前額葉和扣帶回皮層也表現出相似和獨特的激活模式。研究發(fā)現，與健康對照組相比，可卡因成癮患者在開始觀看可卡因相關視頻時，前扣帶皮層/腹內側前額葉皮層（ACC/vmPFC）的激活增強；而病理性賭博被試在觀看賭博相關視頻早期，該區(qū)域并未表現出顯著激活。然而，隨著線索視頻的持續(xù)性播放，兩組成癮患者背內側前額葉皮層/背側前扣帶回（dmPFC/dACC）的激活模式產生了顯著差異：在病理性賭博患者中，賭博相關視頻的誘導導致該區(qū)的激活增強，而在可卡因成癮患者中，可卡因相關視頻誘導導致該區(qū)域的激活增強（Koberetal.，2016）。這表明病理性賭博患者的前額葉區(qū)域異常激活與可卡因成癮患者存在差異，可卡因成癮患者在接觸成癮相關刺激物前額葉和前扣帶回立即表現出異常激活，而病理性賭博患者的異常激活是在接觸成癮相關刺激物一段時間后逐漸出現。因此，前額葉和前扣帶回可能是理解和區(qū)分物質成癮患者和行為成癮患者激活模式相似性和特異性的關鍵中樞。

1.2物質成癮患者和行為成癮患者反思系統(tǒng)變化

沖動系統(tǒng)異常激活是成癮行為形成的核心機制之一，它在追求獎勵的過程中引發(fā)\"wanting\"和“mustdo”的心理成分。然而，這種異常激活本身不足以完全解釋成癮個體行為失控現象，抑制控制在其中扮演著關鍵角色。抑制控制功能，涉及“反思系統(tǒng)”，能抑制基本的沖動反應，這對于個體追求長期目標至關重要（Noeletal.，2013）。研究發(fā)現，物質成癮患者和行為成癮患者在執(zhí)行抑制控制任務時，反思系統(tǒng)相關腦區(qū)激活異常（Luijtenetal.，2015;Schulteetal.，2012）。具體來說，兩類成癮患者的異常激活主要集中在前額葉和扣帶回區(qū)域。在抑制控制任務中，物質成癮患者和行為成癮患者的背外側前額葉皮層（Janetal.，2014；Shenetal.，2023）和前扣帶回（Czapla et al.，2017;Dong et al.，2013）均表現出異常激活模式。同時，這兩類成癮患者的激活模式也存在差異。例如，網絡游戲成癮患者在執(zhí)行抑制控制相關任務時，前扣帶回/背外側前額葉皮層的激活增強（Yaoetal.，2017），而大麻使用者在相同任務中的激活卻降低（Cecelietal.，2023;Koberetal.，2014）。此外，Picó-Pérez等人（2022）通過直接對比發(fā)現，可卡因使用障礙患者和賭博障礙患者也存在相似和特異的激活腦區(qū)。

在沖動系統(tǒng)和反思系統(tǒng)雙重理論框架下，物質成癮患者和行為成癮患的腦區(qū)激活模式既存在相似性也存在特異性。相似的激活腦區(qū)可能反映了物質成癮和行為成癮在神經生理機制上的共通之處，而特異的激活模式則可能反映了不同成癮類型所特有的影響。綜合現有研究，在獎賞加工、線索渴求誘導、抑制控制等任務中，物質成癮患者和行為成癮患者均在紋狀體、扣帶回、前額葉等腦區(qū)表現出異常激活模式（Leetal.，2021;Tolomeoamp;Yu，2022;vonDeneenetal.，2022）。然而，目前仍需進一步的定量研究，以明確物質成癮患者和行為成癮患者激活模式的相似性和特異性。首先，現有元分析研究結果多依賴于間接推論而非直接比較，闡述不同類型成癮之間的激活模式變化（Luijtenetal.，2017）。其次，盡管已有元分析從獎賞加工或抑制控制角度初步探究了兩類成癮患者的異常神經激活模式（Leetal.，2021；Luijtenetal.，2017），但是這些研究往往局限于單一系統(tǒng)的分析，未能綜合考察不同系統(tǒng)間的變化。僅從單一系統(tǒng)角度探究激活模式的相似性和特異性，只能反映物質成癮患者和行為成癲患者在特定認知加工過程中的變化，而綜合不同系統(tǒng)進行的分析，才能更全面闡明物質成癮患者和行為成癮患者在認知加工過程中的整體變化特征。

綜上所述，盡管先前研究對物質成癮或行為成癮的激活模式有所了解，但兩類患者在沖動系統(tǒng)和反思系統(tǒng)上激活模式的相似性和特異性變化仍需深入探討。基于體素的激活可能性估計法（ALE）的元分析方法適用于探究磁共振相關研究中的一致性激活模式（胡傳鵬 等，2015;Tolomeoamp;Yu，2022）。本研究擬采用ALE的單一分析方法，針對抑制控制任務和獎賞加工相關任務，分別計算物質成癮患者和行為成癮患者相對于健康對照組的大腦激活區(qū)域。隨后，通過對比分析探討物質成癮患者和行為成癮患者在相同類型任務中的激活模式的相似性和特異性（劉俊材 等，2022）。

2 方法

為確保元分析過程的透明性和科學性，本研究嚴格遵循了PRISMA（PreferredReportingItems forSystematicreviewsandMeta-Analyses）指南的標準，包括詳細的文獻檢索策略、明確的分析方法和規(guī)范的結果報告（Page etal.，2021）。此外，本研究已經在預見心理學預注冊平臺進行了預注冊（https：//os.psychac.cn/preregister），以確保研究過程的透明性和追溯性，注冊編號為202406.00001。

2.1 文獻檢索

本研究在2024年5月31日之前對PubMed、WebofScience、萬方、知網和維普數據庫中與成癮相關的磁共振成像文章進行了全面的檢索。并于2024年9月12日再次對上述數據庫進行了檢索。檢索使用的關鍵詞分為兩組：第一組是磁共振相關詞，包括 neuroimaging、functional MRI、fMRI、functionalMagneticResonanceImaging以及神經成像、磁共振：第二組是成癮相關詞，包括addiction、substanceusedisorder、substance abuse、alcohol、cocaine、opioid、tobacco、nicotine、smokers、smoking、heroin、stimulants、methamphetamine、cannabis、gambling、gaming、internet gaming、gaming disorder、internet addiction、behavioral addiction、internet gaming disorder、pathological gambling、problematic internet use、compulsiveuse、pathologicaluse，以及成癮、行為成癮、物質成癮、酒精、可卡因、阿片、尼古丁、海洛因、冰毒、大麻、游戲、網絡成癮、網絡游戲成癮、賭博、病理性賭博。為確保研究的全面性，避免遺漏符合納入標準的文獻，本研究還手動檢索了相關主題元分析文獻的參考文獻列表（Fascher，Nowaczynski， Spindler， et al.，2024; Le et al.， 2021;Luijten et al.， 2017; Mei et al.， 2024; Qiu amp; Wang，2021a， 2021b; Starcke et al.， 2018; Yao et al.， 2017）。

2.2 文章篩選和編碼

本研究采取了兩階段的篩選流程來處理檢索到的文獻。首先，在初步篩選階段，研究者基于文章的標題和摘要進行初步判斷。該步驟的納入和排除標準如下：（1）研究類型：本研究僅納入任務態(tài)fMRI研究，而排除行為、腦電、腦磁圖及其他磁共振模態(tài)（如結構像、靜息態(tài)）的研究；（2）研究對象：需限定為物質成癮患者或行為成癮患者，排除以注意缺陷與多動障礙（ADHD）、精神障礙、非人類（老鼠、猴子）等為研究對象的文章;（3）排除涉及藥物治療的研究；（4）文獻類型：文獻必須為實證研究，排除綜述、元分析及個案研究；（5）發(fā)表形式：所有文獻必須經過同行評審并正式發(fā)表，碩士和博士論文不予與采納。隨后，對符合標準的文獻進行全文閱讀，并進行進一步的篩選。具體的納入和排除標準如下：（1）研究必須采用全腦分析（whole-brain），排除僅進行興趣區(qū)（regionofinterest，ROI）分析的研究，以避免ROI分析在統(tǒng)計上的優(yōu)勢（關于ROI優(yōu)勢的詳細論證和結果，請參見補充材料：https：//osf.io/7gkz6/）；（2）激活腦區(qū)峰值坐標必須是成癮患者與健康對照組對比得出；（3）研究對象必須符合DSM-5或相關成癮問卷規(guī)定的成癮標準，例如，網絡游戲成癮障礙患者至少滿足DSM-5中9條診斷標準的5條，賭博成癮患者在SOGS（theSouthOaksGamblingScreen）中的得分必須大于5分（Lesieuramp;Blume，1987）；（4）激活空間坐標必須采用標準空間匯報（Talairach或MNI），排除那些報告了結果但未提供具體空間坐標的研究。

本研究對符合篩選標準的文章進行了系統(tǒng)編碼，記錄以下信息：文章基本信息（包括第一作者姓名和文章發(fā)表時間）、樣本量（成癮組和健康對照組的樣本數量）、年齡（平均年齡和標準差）、坐標空間（Talairach或MNI空間）、是否采用全腦分析（whole-brain）、實驗具體對比條件以及相應坐標值。為確保編碼的準確性和合理性，第一作者在兩個不同時間點依據納入與排除標準對文獻進行了篩選和編碼。在編碼過程中，對于存在疑問的文獻及坐標，第一作者和第二作者進行了討論；編碼完成后兩位作者對納入分析的坐標再次進行了進一步討論。

2.3 激活似然估計法（ALE）

采用Turkeltaub等人（2002）開發(fā)的GingerALE（http：//brainmap.org/ale）對收集到的空間坐標進行元分析。GingerALE軟件基于激活可能性估計（ALE）方法，通過整合多篇文章中的坐標數據，計算每個體素被激活的概率，并進行相應的統(tǒng)計分析。本研究使用GingerALE3.0.2版本進行數據分析。在數據分析之前，通過GingerALE3.0.2將文獻中提取的Talairach坐標轉換為MNI空間坐標。然后，根據反思系統(tǒng)和沖動系統(tǒng)的理論框架，將符合篩選標準的文章坐標按抑制控制任務和獎賞加工任務進行分類，分別對物質成癮患者和行為成癮患者進行單獨的元分析。根據激勵敏化理論，多巴胺系統(tǒng)的敏化會導致線索誘導的渴求（Robinsonamp;Berridge，1993，2025），這種渴求被視為沖動系統(tǒng)受損的表現。因此，本研究將線索渴求誘導任務和獎賞加工任務合并為一類進行分析。在獎賞加工任務的單一分析中，統(tǒng)計圖的閾值設定為 plt;0.05 ，并使用家族錯誤矯正（Cluster-levelFWE）方法，對聚類閾值設定為 plt;0.001 進行多重比較（5000個排列）校正（Eickhoffetal.，2016，2017）。鑒于抑制控制任務相關文獻的數量有限，對于抑制控制任務的單一分析激活似然估計圖的閾值設定為 plt;0.001 ，并將簇體素最小值設為 250mm³ （Sulpizio etal.，2020；Yuanetal.，2022）。最后，通過比較物質成癮患者和行為成癮患者在獎賞加工和抑制控制任務中的激活腦區(qū)，探究不同任務條件下兩類成癮患者是否存在共同或特有的激活腦區(qū)。對比分析的閾值設置為 plt; 0.01 （未校正），且最小團塊大于 50mm³ （10000排列）（Tolomeoamp;Yu，2022）。

2.4 出版偏倚

GingerALE軟件的一個核心局限在于無法考慮因結果不顯著而未發(fā)表的文獻，這可能對元分析結果的解釋產生影響。因此，本研究使用FSN（Fail-Safe-N）方法評估陰性結果和潛在出版偏倚是否會對當前研究結果造成影響（Acaretal.，2018）。FSN方法基于這樣一個假設：如果一個研究領域內存在大量未發(fā)表的研究，這些研究可能會改變元分析的結果。FSN的核心思路是通過計算保持當前結果顯著性的前提下，可以添加多少個“噪聲研究”，以此評估目前元分析結果的穩(wěn)健性。理想情況下，某一聚類的FSN應超過既定的下限，以表明其對未發(fā)表研究的潛在影響具有足夠的穩(wěn)健性；同時，也不應超過設定的上限，以確保結果不是由少數幾個研究主導。當FSN值在這兩個邊界之間時，表明該結果是穩(wěn)定可靠的，并非由少數研究單獨驅動。根據前人研究的建議，本研究將下限設定為研究總數的30% ，上限數量通過以下公式計算獲得：（（對某簇有貢獻的研究數）/0.05）-（ALE元分析包含研究總數）（Acar et al.，2o18;Fascher，Nowaczynski， amp;Muehlhan，2024）。噪聲坐標依據Acar等人（2018）提供的代碼（鏈接：https：//github.com/NeuroStat/GenerateNull），并通過R4.3.1生成。

2.5 異質性檢驗

本研究旨在探究物質成癮和行為成癮在抑制控制任務和獎賞相關任務時的神經激活模式，以了解它們之間的相似性和特異性。由于物質成癮和行為成癮包含多個亞組（如大麻、賭博和網絡游戲等不同亞類成癮），這些亞組可能存在不同的效應特征，導致研究異質性較高。為了探究不同類型成癮間的異質性，本研究采用了敏感性分析，評估不同亞組的成癮類型對整體元分析結果的影響。具體來說，本研究使用敏感性分析，逐步排除不同類型的成癮被試，計算ALE結果，并將該結果和未排除不同類型成癮被試的結果進行比較，從而探究不同類型成癮對結果的影響

3 結果

3.1 納入文獻和樣本特征

通過關鍵詞檢索，本研究共檢索到21517篇文章。經過嚴格的篩選，最終確定94篇物質成癮文章和67篇行為成癮文章。圖2詳細展示了文獻篩選過程。表1和表2詳細列出了被納入分析的物質成癮和行為成癮在抑制控制、獎賞加工方面的基本特征。具體而言，在物質成癮的研究中，共包含23項抑制控制任務，30項獎賞加工任務文章。而在行為成癮的研究中，則有12項研究涉及抑制控制任務，37項研究涉及獎賞加工任務。在物質成癮研究樣本中，共有2556名被試，其中1297名成癮患者（男性成癮患者1007名、女性成癮患者290名），對照組則包含1259名被試（男性對照組被試884名，女性對照組被試375名）；在行為成癮的研究樣本中，共納人2033名被試，其中988名成癮患者（男性成癮患者876名，女性成癮患者112名）；對照組包含992名被試（男性對照組被試875名，女性對照組被試117名）。值得注意的是，在行為成癮研究中，有一篇文章未明確報告被試的性別分布，該研究包含27名行為成癮患者和26名健康對照組被試。

3.2 元分析結果

3.2.1 物質成癮和行為成癮抑制控制任務下激活腦區(qū)的重疊和差異

對23項研究進行單一分析，這些研究比較了物質成癮患者與健康對照組在執(zhí)行抑制控制任務時的腦激活坐標，結果如表3和圖3所示。結果顯示，與健康對照組相比，物質成癮患者在抑制控制任務中前扣帶回和前葉的激活增強，而在額中回、額下回、中央前回、顳中回、丘腦底核、顳上回、扣帶回、頂下小葉、角回和楔前葉的激活降低。此外，本研究還對12項行為成癮患者與健康對照組在執(zhí)行抑制控制任務時腦激活坐標的研究進行了單一分析。結果顯示，相對于健康對照組，行為成癮患者在執(zhí)行抑制控制任務時額中回激活增強。

圖2文獻篩選流程圖

注：共有161篇文章符合\"2.2文章篩選和編碼篩選標準”。在這些文獻中，我們進一步篩選出102篇，作為本文的分析對象，這些研究涵蓋了獎賞相關任務和抑制相關任務兩大類，本研究使用的文章已呈現在附錄。所有研究的文獻清單可通過以下鏈接獲取：https：//osf.io/7gkz6/

表1物質成癮納入分析文章基本信息

表2行為成癮納入分析文章基本信息

續(xù)表

注：IGD：網絡游戲障礙（Intermet gaming disorder）;PG：問題性賭博（problem gambling）; PMVG：問題性智能視頻游戲使用（problematicmobile video gamers）。

表3物質成癮和行為成癮抑制控制激活差異

注：單數據分析在MNI空間坐標 （x，y，z） 中進行，閾值 plt;0.001 ，cluster最小體積為 250mm³ ；對比分析閾值 plt;0.01 （未校正），進行10000次置換檢驗，cluster gt;50 ALE= 激活可能性估計法; k 表示納入該分析中研究數量。

為了進一步探究物質成癮患者和行為成癮患者在抑制控制任務中的腦激活增強模式是否存在重疊或差異腦區(qū)，將13項物質成癮患者和9項行為成癮患者的抑制控制任務激活圖進行對比分析，未發(fā)現兩者在抑制控制任務中存在重疊或差異的腦區(qū)。

3.2.2物質成癮和行為成癮獎賞加工任務下激活 腦區(qū)的重疊和差異

對30項研究進行單一分析，這些研究比較了物質成癮患者與健康對照組在執(zhí)行獎賞加工相關任務時的腦激活坐標，結果如表4和圖4所示。相對于健康對照組，物質成癮患者在獎賞加工任務中尾狀核和豆狀核的激活增強；在舌回和枕中回的激活降低。同時，對37項行為成癮患者與健康對照組在獎賞加工相關任務的腦激活坐標的研究進行了單一分析。結果發(fā)現，相對于健康對照組，行為成癮患者豆狀核激活增強（見表4和圖4）。

表4物質成癮和行為成癮獎賞加工激活差異

圖4物質成癮（上）和行為成癮（下）獎賞加工激活。紅色表示激活增強，藍色表示激活降低。

對36項物質成癮患者和43項行為成癮患者獎賞加工相關任務中激活增強的元分析激活圖進行對比分析，以評估在獎賞加工任務中兩者激活增強模式是否存在重疊或差異腦區(qū)。對比分析結果未發(fā)現物質成癮患者和行為成癮患者在獎賞加工任務中存在重疊或差異激活腦區(qū)。

3.3 出版偏倚評估

本研究采納了Acar等人（2018）提供的方法，確定FSN分析的閾值上限和下限。在此框架下，當FSN值在該區(qū)間內時，ALE獲得的簇結果被認為是穩(wěn)定的，并且不是由少數幾項研究所導致。研究詳細結果見表3和表4。與健康對照組相比，物質成癮患者在抑制控制任務中激活降低的簇1和簇8的FSN值、行為成癮患者抑制激活增強的簇1的FSN值高于上限，表明這些簇具有穩(wěn)健性，但這些結果可能是由少數幾項研究導致的。另一方面，與健康對照組相比，物質成癮患者在抑制控制任務中激活增強的簇1和簇2的FSN值，以及激活降低的簇2到簇6的FSN值、行為成癮患者激活增強的簇2的FSN值，以及在獎賞加工相關任務中行為成癮患者激活增強的簇1的FSN值均處于上下限之間，這說明這些簇具有穩(wěn)健性。與健康對照組相比，物質成癮患者在抑制控制任務下激活降低的簇8到簇10的FSN值，以及物質成癮患者獎賞加工相關任務的FSN均低于下限，表明這些簇可能受到出版偏倚的影響，因此其結果應謹慎解讀。

3.4 異質性結果

敏感性分析的結果表明，在抑制控制任務中，排除不同類型的物質成癮患者對整體結果的影響很小。這可能意味著不同類型物質成癮患者在抑制控制任務中的腦激活模式具有較低的異質性。而在行為成癮患者抑制控制任務中，刪除賭博成癮被試后，整體結果并沒有發(fā)生變化，這暗示行為成癮患者的抑制控制腦激活模式可能主要受網絡成癮被試的影響。在獎賞加工相關任務中，排除酒精、海洛因和尼古丁這三種物質成癮類型中的任意一種都會對最后結果有較大影響。具體而言，排除酒精成癮患者后，剩余的物質成癮患者在獎賞相關任務中不存在激活的腦區(qū)；而排除海洛因或尼古丁成癮患者后，剩余的物質成癮患者在獎賞相關任務中背側紋狀體激活增強現象消失。這表明酒精、海洛因和尼古丁成癮患者在獎賞加工任務中對整體結果有顯著影響。類似地，在行為成癮患者的獎賞加工相關任務中，移除賭博成癮患者對最終結果并沒有影響。但移除網絡成癮患者后，賭博成癮患者分析中不存在激活腦區(qū)。這表明網絡成癮患者在行為成癮患者的獎賞加工任務中對最終結果有較大影響。

4討論

在物質成癮中，成癮性物質通過影響神經遞質活動（Volkowetal.，2001），維持個體興奮狀態(tài)的同時，也影響了與獎賞加工和抑制控制相關的神經系統(tǒng)。類似地，行為成癮患者也表現出物質成癮患者相似的腦功能損傷特征（Yaoetal.，2017）。然而，相對于物質成癮患者，行為成癮患者并未直接攝入成癮物質（Zouetal，2017），他們并未遭受成癮物質對神經活動的直接影響。這種關鍵差異可能解釋了兩類成癮在執(zhí)行相關任務時腦激活模式的顯著差異。本研究基于反思系統(tǒng)和沖動系統(tǒng)的框架，采用激活可能性估計法，探討了物質成癮患者和行為成癮患者在獎賞加工任務和抑制控制任務中的相似和特異的神經激活模式。

4.1不同任務下物質成癮患者和行為成癮患者腦區(qū)激活的重疊和差異

元分析結果揭示了在抑制控制任務中，物質成癮患者的右側額下回、丘腦底核和中央前回的腦激活水平降低。根據Hannah和Aron（2021）提出的抑制性運動網絡理論，這一發(fā)現表明物質成癮患者在抑制信息的產生、傳遞和執(zhí)行過程中可能存在缺陷。在此理論框架中，當大腦檢測到停止信號時，感覺信息會被反饋至前額葉皮層，由右額下皮層產生停止命令。丘腦底核接收此抑制性信號后，通過基底神經節(jié)抑制丘腦對中央前回的激活，從而降低運動實施的可能性。與健康被試相比，物質成癮患者的激活降低可能反映了他們在行為抑制過程中的缺陷。然而，與物質成癮患者不同，行為成癮患者在抑制控制任務中并未表現出類似的神經激活異常，這可能表明他們抑制信息的產生、傳遞和執(zhí)行能力得到一定程度的保留（Qiuamp;Wang，2021b）。此外，研究還發(fā)現物質成癮患者在抑制控制任務中前扣帶回激活增強，這一區(qū)域在任務的作用主要涉及沖突監(jiān)測，包括反應競爭和錯誤處理（Czaplaetal.，2017）。前扣帶回激活水平的增強可能說明物質成癮患者需要更多的認知資源來檢測沖突和錯誤，這可能會削弱他們糾正有害習慣的能力（Le et al.，2021）。最后，在抑制控制任務中，研究還發(fā)現物質成癮患者顳上回、頂下小葉和角回激活降低，這些區(qū)域共同構成了顳頂聯合區(qū)（Igelstromamp;Graziano，2017），是腹側注意網絡中的核心區(qū)域，在注意過程中負責中斷當前注意并重新定向（Kubitamp;Jack，2013）。抑制控制過程中，顳頂聯合區(qū)的激活降低可能表明物質成癮患者在注意定向功能上的損害，這可能影響其根據環(huán)境要求做出適應性調整的能力（Aziz-Safaie etal.， 2024）。

先前研究指出，在獎賞加工任務中，物質成癮患者和行為成癮患者的紋狀體環(huán)路表現出異常激活模式（Luijtenetal.，2017）。當前研究進一步驗證了這一觀點，觀察到兩類患者在背外側紋狀體（如殼核和尾狀核）的激活增強。背外側紋狀體由背內側（尾狀核，caudate）和背外側（殼核，putamen）組成，其中尾狀核主要接收來自背外側前額葉皮層的投射，殼核主要接收來自感覺和運動皮層的投射。最近，研究者將習慣與動機聯系起來，對新紋狀體-習慣理論進行了擴展，提出了一個新的假設：轉移到背側紋狀體的控制使習慣性行為具有“必須做”（\"mustdo\"）的動機驅動（Brand，2022），這實際上為習慣行為增加了一個強烈的動機因素。這一理論為理解成癮性習慣行為如何轉變?yōu)椤氨仨氉鯸"的行為提供了動機層面的解釋。研究表明，背側紋狀體不僅參與運動和習慣功能，還涉及動機功能，包括獎勵刺激凸顯或\"想要\"（\"want\"）的放大（Brand，2022）。動機增加了成癮行為的\"必須做\"特性，這一假設為理解成癮行為如何放大動機功能提供了新的視角。因此，在獎賞加工系統(tǒng)的動機驅動下，物質成癮患者和行為成癮患者傾向于接近成癮相關的信息。此外，本研究發(fā)現，與健康對照組相比，兩類患者在獎賞相關任務中背側紋狀體激活增強主要集中在左半球。這一結果與Luijten等人（2017）的元分析結果一致，表明成癮對左側紋狀體的影響更為顯著。這一結果可能暗示，在對紋狀體進行干預時，左側紋狀體可能是一個更為關鍵的目標區(qū)域。

4.2物質成癮患者和行為成癮患者不同任務下腦區(qū)激活綜合變化

在沖動系統(tǒng)中，無論是物質成癮患者還是行為成癮患者，均表現出相似的腦區(qū)激活增強現象。然而，在反思系統(tǒng)中，兩類患者的背外側前額葉皮層激活模式存在差異。Brand（2022）提出的模型（圖1），將成癮分為前期和后期兩個階段。前期的“感覺更好（feelsbetter）\"環(huán)路從腹側被蓋區(qū)到達伏隔核，最終投射到腹內側前額葉皮層，而在后期的“必須做（mustdo）\"環(huán)路從黑質到達殼核和尾狀核最終投射到背內側前額葉皮層。在這兩個階段的發(fā)展過程中，以抑制控制為代表的背外側前額葉皮層發(fā)揮著重要的調節(jié)作用。根據目前的元分析結果，與健康對照組相比，在獎賞加工任務中，物質成癮患者和行為成癮患者后期“必須做\"環(huán)路中的尾狀核和殼核均表現出異常激活。此外，在抑制控制任務中，物質成癮患者的背外側前額葉皮層激活降低，而行為成癮患者的激活則增強。當前研究發(fā)現的額中回（BA9）作為背外側前額葉皮層的重要組成部分，主要參與認知控制，包括工作記憶更新、注意力控制和動機/情緒調節(jié)。在抑制控制任務中，額中回激活的降低可能會削弱物質成癮患者自上而下的調節(jié)功能，從而加劇并維持成癮狀態(tài)（Leetal，2021）。相反，行為成癮患者在抑制控制任務中額中回激活增加，可能反映出一種對抑制控制能力減弱的適應性變化（Lundqvist，2010）。這種補償機制（compensationmechanism）表現在完成簡單任務時，成癮患者或者其他神經病理學患者會調用更多的神經資源以補償認知功能的下降，從而增強大腦活動（Kanayamaetal.，2004）。根據成癮的雙系統(tǒng)理論，抑制控制能力的下降導致行為成癮患者無法有效控制成癮相關刺激物的認知反應。然而，在某些認知控制研究中，行為成癮患者與健康對照組相比，行為結果并未表現出顯著差異（Luijtenetal.，2015；Shen et al.，2023）。據此，本研究推測行為成癮患者可能通過增強背外側前額葉皮層區(qū)域的活動，形成一種有效的補償激活模式，以抑制自動的和主導的反應（Cecelietal.，2022;Shen etal.，2023）。

雙系統(tǒng)理論提出，沖動系統(tǒng)和反思系統(tǒng)的相互作用及其失衡是成癮發(fā)展的核心機制。在成癮的早期階段，個體通過實施成癮行為或攝入成癮性物質獲得正強化帶來的滿足感。隨著成癮的發(fā)展，個體開始體驗到負強化，此時成癮行為或藥物使用主要表現為強迫性，個體為了降低焦慮感不得不持續(xù)這些行為（Brand，2022;Koob amp;Le Moal， 2008）。從正強化到負強化以及強迫性的轉變過程中，沖動系統(tǒng)和反思系統(tǒng)的平衡逐漸被打破（Koobamp;LeMoal，2008；Tolomeoamp;Yu，2022）。在成癮的早期正強化階段，個體在面對成癮刺激物時，沖動系統(tǒng)會自動激活帶來即時的滿足感，而反思系統(tǒng)則能夠及時抑制過激行為。然而，在負強化和強迫行為階段，反思系統(tǒng)功能受損，成癮者只能通過實施成癮行為或藥物攝入來緩解消極情緒的影響（Brandetal.，2019Turelamp;Qahri-Saremi，2016）。結合當前的研究結果，物質成癮患者更可能發(fā)展到成癮后期的負強化和強迫階段，在此階段反思系統(tǒng)和沖動系統(tǒng)均表現出異常激活。相比之下，行為成癮患者在抑制控制任務中背外側前額皮層補償性激活增強（Shenetal.，2023；vanHolstetal.，2012），這可能表明他們處于正強化階段和負強化階段之間，即沖動系統(tǒng)受損，但反思系統(tǒng)仍保留一定抑制能力。

從大腦網絡的角度來看，功能上相互連接的大腦區(qū)域構成的復雜系統(tǒng)形成了信息傳遞和處理的動態(tài)網絡模式。目前研究結果發(fā)現，在抑制控制任務和獎賞加工相關任務中，物質成癮患者和行為成癮患者的腦激活異常主要集中在額頂控制網絡（fronto-parietalcontrolnetwork）。額頂控制網絡，由背外側（BA9/46）、背內側前額葉皮層（BA6、后頂葉皮層中的邊緣上回（BA40）以及皮質下區(qū)域（包括背側尾狀核和丘腦前核）組成，是認知控制和執(zhí)行功能的靈活中樞（Menonamp;D'Esposito，2022），該網絡能根據任務要求迅速調整大腦的功能連接模式，對運動控制、執(zhí)行以及工作記憶維持等神經網絡的活動起到整合作用（Herbetamp;Duffau，2020）。例如，在工作記憶任務中，額頂控制網絡和扣帶蓋網絡（cingulo-opercularnetwork）之間的連接會增強，這種連接的增強與任務準確性的提高有關（Cohenetal.，2014）。因此，物質成癮患者和行為成癮患者額頂控制網絡的激活異常，不僅影響成癮患者獎賞加工和抑制控制能力，還可能干擾涉及認知控制的多種高級認知功能。這種靈活性調節(jié)中樞的損傷，可能是導致成癮者出現異常認知活動的重要機制之一。

4.3 研究局限

盡管本研究依據雙系統(tǒng)模型探究了物質成癮患者和行為成癮患者激活模式上的相似性和特異性，但目前研究仍存在若干局限性。首先，研究任務局限于抑制控制和獎賞加工，由于其他類型任務態(tài)磁共振研究的數量有限，未能將它們納入本研究進行分析。考慮到不同認知任務可能引發(fā)不同的神經激活模式，未來研究需要納人更多維度的任務態(tài)研究，以更全面地揭示兩類成癮患者腦激活模式的特征。其次，物質成癮患者和行為成癮患者性別比例并不均衡，這可能影響研究結果的普適性。尤其是行為成癮患者中男性占比顯著高于女性，這可能掩蓋了女性在成癮過程中的獨特神經機制特征。未來的研究可優(yōu)先關注女性成癮患者的腦激活模式變化。最后，本研究僅僅納入了任務態(tài)磁共振的相關文獻，未涉及其他模態(tài)的研究。未來研究應在文獻檢索時納入多模態(tài)數據，包括靜息態(tài)、結構像和功能連接等，以更全面地揭示兩類成癮患者腦激活特征的異同點。這種多維度研究方法將有助于更深入地理解兩類成癮的神經機制。

5 結論

總之，本研究揭示了物質成癮患者和行為成癮患者在反思系統(tǒng)和沖動系統(tǒng)上存在共同的激活異常，同時每種成癮又有其獨特的神經激活模式。研究結果表明，這兩類成癮患者在紋狀體-前額葉的激活模式上既有重合也有分離。在獎賞加工相關任務中，物質成癮患者和行為成癮患者的紋狀體存在相似的激活增強。然而，在抑制控制相關任務中，物質成癮患者的背外側前額皮層激活降低，而行為成癮患者背外側前額葉皮層激活增強，這表明物質成癮患者的反思系統(tǒng)可能受損，而行為成癮患者可能在反思系統(tǒng)上存在補償性激活。

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Dual-system perspectives： A meta-analytic comparison of striatal and prefrontal cortex activation patterns in substance addiction versus behavioral addiction

HE Quanxing'， LI Zhaolan1， YANG Haibo1，2，3

（FacultyofholgynjinNralUveityanjin387，na）（KeyesearchsofHumanitiesdial

SciencesoftestruatiodefogdevirnjiralUesityniin （ Tianjin Social ScienceLaboratoryofStudents'MentalDevelopmentandLearning，Tianjin3oo387，China）

Abstract

Based on the dual-system theory ofaddiction，substance addiction and behavioral addiction result from the interaction between the reflective system，represented by the prefrontal cortex，and the impulsive system， represented by the striatum. While most existing studies separately examined the functional changes in these systems for substance addiction and behavioral addiction，our understanding of their neural mechanisms across different cognitive tasks remains incomplete.Furthermore，the similarities and diffrences in the neural substrates underlying these two types of addiction have not been fully elucidated. To address these gaps， the present study employed a systematic meta-analytic approach to investigate the neural activation patterns in substance addiction and behavioral addiction during inhibitory control and reward processing tasks.Specifically， the study first conducted a meta-analysis to map the neural correlates of substance addiction and behavioral addiction in these tasks，followed by a contrast analysis to evaluate their similarities and diffrences in neural activation.

The present study used Activation Likelihood Estimation （ALE） to conduct a meta-analysis of neuroimaging data. It included 23 articles on inhibitory control tasks and 30 articles on reward processing tasks forsubstance addiction.For behavioral addiction，it included12 articles on inhibitory control tasks and 37 articleson reward processing tasks. The meta-analysis was conducted in standard Montreal Neurological Institute （MNI） space， using GingerALE （3.0.2） to convert Talairach coordinates obtained in the studies to MNI space coordinates.For the inhibitory control tasks，a threshold of plt;0.001 （uncorrected） was used， with a minimum cluster size of 250mm³ .For the reward tasks， the‘true’ALE scores were then tested against the ALE scores of the 1 distribution by adopting a cluster-level family wise error （cFWE）-corrected threshold of plt; 0.05，while the cluster-forming voxel-wise threshold was set at plt;0.001 uncorrected. Finally， contrast analysis was conducted for substance addiction and behavioral addiction under the two diferent task conditions.The threshold for contrast analysis was set at plt;0.01 （uncorrected），with a minimum cluster size greater than 50mm³ （10，000 permutations）.

The findings revealed two principal paterns in neural activation： （1） In inhibitory control tasks， there was no overlap in commonly activated brain regions between substance addiction and behavioral addiction.Notably， the dorsolateral prefrontalcortex exhibited decreased activation insubstance addiction，while showing increased activation in behavioral addiction. （2） In reward processing tasks，the striatum demonstrated consistently increased activation across both substance addiction and behavioral addiction.

In conclusion，the current meta-analysis provides novel insights into the neural mechanisms of substance addiction and behavioral addiction during inhibitory control and reward processng tasks. Both types of addiction are characterized by abnormal activation in the striatum， suggesting a shared impulsive system dysfunction. However，during inhibitory control，substance addiction was associated with reduced activation in the fronto-parietal control network，whereas behavioraladdiction exhibited enhanced activation inthis network. Additionaly，behavioral addiction demonstrated both inhibitory control abnormalities and preserved inhibitory control capacity compared to substance addiction.The study reveals that both substance addiction and behavioral addiction have general abnormalities in the reflective and impulsive systems，but each type of addiction has its own unique neural activation patterns.

Keywordsmeta-analysis，substance addiction，behavioral addiction，reward processing，inhibitory control