神经反馈技术可以消除你的恐惧

Story Nory

（以下为朗读小哥哥的全文音频）

BGM：Nicolas Errèra《Theme Du Vercors》& Doris Day《Que Sera Sera》

作者 | Sara Kimmich

翻译 | Kolibri

校阅 | 酷炫脑主创 & 小草

编辑 | 能能

朗读者 | Yikes

1.

想象一下你自己正在一间实验室里，等待着接受一种新的焦虑临床治疗。你很紧张，脑子里充斥着注射器和白色小药丸的画面。你经过走廊里那一面被消毒过的墙壁后，蹑手蹑脚地走进一间标有“神经病学”的房间。

当你走进房间的时候，看到的却是一个巨大的、甜甜圈形状的管道。一位穿着白大褂的治疗师走进来，让你躺在一张加长的床上，告诉你他接下来要把你推进扫描仪。他对你解释说：“进入扫描仪后，你的任务就是努力调节自己的脑活动，尝试让你眼前看到的画面变大，仅此而已。”

当你静静地躺在机器里开始放松时，一个图像出现在你面前的屏幕上：一个每隔几秒钟直径就会变大的黑色小圆圈。随着你慢慢放松，圆圈也变得越来越大。与此同时，你可以感觉到你的焦虑稍微减轻了。之后，一个声音从你的视野之外传来，也许是另一个治疗师进入了房间，你的注意力被分散了。

图源 Gfycat

当你的目光重新回到屏幕时，你发现圆圈已经缩小到只有一个针孔大小了。你试着再次放松，这次圆圈扩张得更快了。你似乎掌握了窍门，脸上也绽开了笑容。你发现这个任务很简单，当你又松了一口气时，圆圈又长了一点。

这种技术被称为神经反馈。它是心理健康领域快速发展的前沿技术之一。通过将大脑活动与实时图像或声音联系起来，我们可以使用类似游戏的简单方式，让人们训练自己建立新的神经连接，并自愿接受（或自我调节至）某种心理状态。

就像温度计随着温度上下波动一样，人们能够通过反馈看到或听到自己的大脑在做什么，与此同时可以下意识地在内部调节自己的思维，而不需要进行更直接的行为干预。

对于很多临床精神障碍，如恐惧症、焦虑症和创伤后应激障碍（PTSD）来说，神经反馈代表着在对这些疾病治疗上一个巨大的飞跃。因为这些障碍都是很难治疗的。

因为患者过往经历的创伤也许难以描述，对于这类疾病，认知行为疗法（CBT）也许难以凑效。

CBT 是一种标准疗法，它要求病人直面自己的恐惧。通常情况下，患者会多次暴露在“诱导因素”下，这样他们就会知道这些诱导因素并不构成客观威胁。例如，如果你害怕蜘蛛，你可能会被迫和蜘蛛待在一个房间里，然后试图克服你的恐惧。但这项疗法不太容易让人接受，以至于很多人提前结束治疗，干预成功的概率很低。

值得庆幸的是，大脑成像技术在过去的十年中发展迅速——尤其是功能性磁共振成像（fMRl）。这项技术使用了巨大的磁场来测量大脑不同部位的血液流动，它能反映出在任何特定时间哪个区域处于活跃状态。

使用功能磁共振成像，研究人员甚至可以描绘出患者在思考的一个特定概念，比如说一个人看到“蜘蛛”时的神经活动地图。通过发现恐惧症患者的特定大脑模式，研究人员就能够减少治疗过程中对把病人暴露在恐惧中的需要。

2.

那么神经反馈是如何做到这一点的呢？

当我们可以从体外追踪到脑内与“蜘蛛恐惧”相关的神经活动后，我们可以通过某种反馈来鼓励患者减少这些神经活动。

更重要的是，我们不需要患者看一些“八脚的怪物”，取而代之的是一个圆圈或者悦耳的旋律。

通过展示给患者这些刺激物的放大或缩小，我们可以帮助患者找到抑制这些脑区神经活动的方式。随着患者对自身脑部活动的主观调节，大脑内部也发生着相应的客观变化，恐惧也会像魔法一样逐渐消失。

神经反馈技术示意 | 图源 medicalexpo.com.cn

非侵入性不是神经反馈的唯一优点。许多著名的研究也表明，即使参与者不知道神经反馈训练的目的，它仍然有效。

这种新的、无意识的脑部重塑对人类认知的研究有着深远的影响。它是我们深入研究身心联系的关键，并为新的临床治疗开辟了许多新的方向。但它也有潜在的黑暗面：神经反馈可能成为在他人不知情的情况下操纵大脑状态。

3.

神经反馈研究的坎坷旅程有一个异乎寻常的开端：一个关于 NASA、月球喷气燃料和猫的故事。

在 20 世纪 60 年代，加州大学洛杉矶分校（University of California，Los Angeles）的大脑研究人员巴里·斯特曼（Barry Sterman）和他的同事们发现，只要在每次实验猫成功地激活一个特定的运动区域时，给它们一点食物，就可以改变它们的感觉运动节律。

这是一个巴甫洛夫条件反射（或经典条件反射）的典型例子：一个刺激和另一个带有奖赏或惩罚的无条件刺激多次联结，可使个体学会在单独呈现该一刺激时，也能做出类似无条件反应的条件反应。这项研究首次证明了经典条件反射不仅仅让个体学会新的行为，还能对大脑的功能产生影响。

巴甫洛夫条件反射示意 | 图源 Eduwest

后来，斯特曼为美国宇航局观察月球着陆器燃料对哺乳动物系统的影响，继续进行了另一项涉及猫的研究。

他的大多数实验猫在飞行燃料产生的烟雾中站立不稳，继而出现幻觉、癫痫发作的症状，并最终死亡。但也有一些特殊的例外：接受过大脑训练的猫似乎能承受这些废气烟雾带来的不适。

不知何故，每只受过训练的猫似乎都能自主调节它们的神经反应，它们大多数都能从烟雾中恢复过来。正是这一发现使得神经反馈被引入到 NASA 的训练项目中，并延续至今。

斯特曼为 NASA 做的猫实验 | 图源 ncenters.com

大约在同一时期，芝加哥大学（University of Chicago）的认知研究员乔·卡米亚（Joe Kamiya）开始进行一些关于神经反馈的系统研究。

研究表明，人类受试者能够自主地调节心率、皮肤温度和出汗反应。卡米亚证实，在正面强化的帮助下（比如铃声），人们可以训练自己调节大脑状态，从而产生与放松相关的 α 波。这是一种操作性条件反射——与巴甫洛夫条件反射不同，因为它是通过学习将自愿行为（而非刺激）与特定反应联系起来。

在正面强化的帮助下（左）受试者的 α 波有所升高 | Alexei Ossadtchi, Tatiana Shamaeva eta., 2017

4.

我们似乎找到了一种既简单、无创又非常有效的心理疾病干预方法。

卡米亚和当时的研究人员使用了一种被称为脑电图（EEG）的脑成像方法。EEG 成像通过许多安装在一顶帽子上的电极片来创建一串通道，从头皮上将脑部的自发性生物电位加以放大记录而获得相应的波形图，以提供特定神经元群一起放电的速度信息。

脑电图（EEG）的脑成像示意 | 图源 medicalnewstoday

反过来，这些脑电波可能与某些临床疾病和大脑状态有关。例如，自闭症谱系障碍的特征是大脑前部的过度慢波（delta）。你甚至还可以通过 EEG 分辨出一个人什么时候闭上眼睛。

在神经反馈的早期，每当读出的脑电波产生积极的临床效果时，研究人员就会在屏幕上播放愉快的音调或快乐的面孔。这好像对病人的症状起到了一定的作用。这是神经反馈迈出的第一步。

但 EEG 存在一个技术问题：它接收到的是整个大脑的活动信号。你经常可以从完全不同的脑区获得相同的脑电图信号，这其中许多与预期的临床结果无关。

事实上，这个信号是如此粗糙，以至于它还会受到许多非神经信号的影响，比如咬紧牙关和眨眼的动作。它远非完美，但因为其简单的测量方法，今日依然被广泛应用于脑成像领域。

随着第一次神经反馈研究的兴起，许多早期研究取得了积极的成果。我们似乎找到了一种便宜、无创又非常有效的干预方法。直到出现了“复现性问题”，人们才开始注意到这个富有前景的技术的弊端。

复现性是指由不同操作者、采用相同测量方法、仪器，在相同的环境条件下，测量同一被测量的重复测量结果之间的一致性。它已经成为心理学研究的一大难题。

在 2015 年，数百名研究人员参与了一项共同研究，复现了 100 项开创性的心理学研究，这其中 97 项在最初开展的时候取得了统计显著的成果。然而，当这批研究人员进行重复实验时，只有 36 个结果和以往保持一致。出现这样的情况有很多，但在传统人类行为实验中的最大问题是研究设计不足。简单地说，通常没有足够的数据来确定你所观察到的假设效应是否真实存在。

神经反馈研究 | 图源 sohu.com

这个问题在早期的神经反馈研究中尤为突出。不仅是因为试验对象太少，无法证明其真正的效果，还因为参与者中也可能存在严重的自我选择偏见。

人们常常不得不在一次研究中在数天甚至数周之内重复拜访临床中心，这意味着任何选择这样做的人都可能具有某些特征或属于某种特定类型。那些没有受到临床效果的人往往在研究的早期就退出了，而那些相信结果的人则会一直坚持到治疗结束。这些“信仰者”的存在可能导致了一些神经反馈研究的积极结果。

那么，应该怎么办呢？神经反馈实验通常需要很多天的时间，有时需要 20 多个训练阶段，参与者总是提前猜到了预期的临床结果。回顾这些研究，我们发现许多都没有被复现，而另一些则没有显示出其效果比安慰剂更佳。

那些最初关于猫和航空燃料，或铃铛和操作性条件反射的研究，被一大堆没有说服力的发现所掩盖。结果，神经反馈获得了伪科学的称号，神经反馈研究的浪潮迅速放缓为涓涓细流。

5.

三十年过去了，功能性磁共振成像（fMRI）技术在 20 世纪 90 年代出现。现在，我们可以得到大脑中哪些区域在认知过程中活跃的 3D 影像图像，而不再是基于 EEG 的模糊信息。

功能性磁共振成像 （fMRI）示意 | 图源 YouTube 亚特兰大儿童健康频道

仅仅靠认为自己正在接受干预，你就可以让自己的大脑活动产生持久的改变。

有了这项新技术，研究人员开始尝试教人们如何调节特定的大脑区域。这对神经反馈有很大的促进作用。科学家们不仅能确保他们在临床干预中创造出他们想要的大脑变化，精确到他们想要训练的特定的立方毫米区域；同样的技术也可以证明大脑发生了深刻的变化。

研究开始表明，仅仅在几次临床试验中，神经反馈就能教会个体调节大脑的一个区域，并对大脑区域的行为方式产生持久的改变——有时甚至可以持续到最初干预的几个月之后。

由于这些新形式的神经反馈在大脑空间中更加局域化，与以前的脑电图研究相比，对神经元活动的训练所花的时间要少得多——将训练从十几次或更多减少到四五次。

然而，这种新的大脑成像方法也证明了一些没有人预料到的事情：你对治疗方法的信任本身就可以创造大脑活动的持久变化。

事实上，神经反馈的问题和安慰剂效应一样古老。

在双盲、安慰剂控制的神经反馈研究中，研究人员和参与者都不知道他们是否接受了真正的干预。当没有人知道谁会出现临床效果的时候，安慰剂和神经反馈干预之间的行为差异往往会消失。

更加令人惊讶的是，个体的大脑可以只因为自认为自己正接受干预产生改变。新的研究表明，给人们“虚假”的神经反馈可能会产生与真实反馈相同的效果。当人们认为他们正在接受干预时，他们通常会报告说，他们觉得干预有明显的效果。

有时，这些人的大脑活动也会显现出大脑正在接受干预：接受“虚假”干预的志愿者不仅报告了自己的慢性疼痛减弱，他们的脑岛（大脑中与疼痛感觉相关的脑区）的活跃程度也确实发生了降低。

自 2010 年以来，神经反馈一直面临着这种争议。研究人员开始怀疑，是否所有的神经反馈都只与大脑改变自身的某些内在、强大的能力有关——而这并不需要真正的技术。

安慰剂研究提出了一个问题：你是否真的能把大脑和思维分开。好莱坞大片《盗梦空间》（Inception，2010）也有类似的想法：在电影中，男主角（莱昂纳多·迪卡普里奥（Leonardo DiCaprio）饰演）在人们做梦时跳进他们的脑海，从而改变人们的想法。

《盗梦空间》（Inception，2010）| 图源 giphy

6.

新一波的研究集中在一种新的神经反馈技术，其倡导者们称其为“诱导神经反馈”（incepted neurofeedback）。这些研究表明，在人们意识不到的情况下，将想法植入他们的大脑是可能的。

在一项研究中，研究人员先对参与者的大脑活动进行前期扫描，获得他们大脑活动的基本情况（如他们对特定颜色的脑活动模式），然后让他们接受几天的神经反馈训练。

当受试者在屏幕上看到黑色条纹时，他们被要求“以某种方式调节（自己的）大脑活动”，使屏幕中央的一个灰色圆圈变得尽可能大。最后，他们会得到取决于他们的任务完成程度的奖励。然而，他们没有被告知的是，圆圈的大小与他们看到红色时大脑活动的模式有关。

经过数百次的实验后，人们被问到是什么帮助他们获得高分。没有人提到颜色发挥着潜在作用，一些人提到斑马、暴力行为或体操比赛中的表演。然而，在随后的测试中，与没有接受神经反馈训练的人相比，参与者在看到图像时更有可能注意到红色。也就是说，在不知情的情况下，“红色”的视觉标记已经被植入他们的脑海。

加州大学洛杉矶分校（University of California，Los Angeles）心理学家文森特·塔斯切罗-杜穆切尔（Vincent Taschereau-Dumouchel）及其同事的研究已经将这种技术应用于恐惧症。

在 2018 年发表的一项研究报告中，他们记录了“正常健康的参与者”在经历某些认知活动，如看蜘蛛或蛇时的大脑活动，在进行统计分析后，他们可以成功地得到一个与这些动物相关的潜在大脑活动“模板”。

这是一个显著的进步，但其临床意义和伦理意义还有待进一步的探索。有了这个潜在模板信号，研究人员可以通过使用诸如“变化的圆圈”之类的神经强化机制让参与者在完全不知道自己正在进行恐惧训练的情况下进行神经反馈学习，整个过程完全是无意识的。

尽管如此，在几天的训练中，这些受试者成功地减少了与恐惧事件相关的大脑活动，并在最终给他们展示恐惧的图像时表现出较小的生理恐惧反应（具体表现为出汗减少和杏仁核的活跃程度降低）。

这种新方法找到了一种解决安慰剂效应的方法。参与者并不知道干预的结果。因此，可以证明这些研究中观察到的大脑变化是与大脑活动训练有关的。参与实验的人也能避免因暴露在恐惧中而产生负面情绪。

7.

尽管这一结果对神经科学来说是一个显著的进步，但这类方法的临床和伦理意义几乎还未有相关研究。

如果它被证明是有效的，神经反馈可能是针对如精神分裂症、自闭综合症和痴呆症等顽固性疾病的飞跃式的进步。我们可以期待在未来几年看到这些领域的研究。

神经反馈可能是影响更高层级认知的一种机制：一项研究表明，神经反馈可以改变个体的信心水平，而不是对特定大脑区域进行简单的活跃程度的调节。随着这项新的研究带来的对患者大脑不同程度的重编程，我们有必要谨慎思考神经反馈是否有可能被不法分子利用。

当谈到 fMRI 神经反馈的临床应用前景时，我们对很多具体事宜还不是非常清楚。随着它在心理领域中被运用的越来越广泛，知情同意显得越来越重要。

在大多数的临床研究中，你都不会被告知自己是被分配到“实验组”或“对照组（即安慰剂）”，因此你不知道自己是否真的接受了干预。那么，如果人们在没有任何预期偏见的情况下接受干预会起效吗？

无论如何，有一件事是可以肯定的：如果想要利用好神经反馈，我们就需要对人类行为的科学基础和哲学基础有更好的了解。

参考文献：

[1] Robert T Thibault, Michael Lifshitz, Amir Raz. (2017) The climate of neurofeedback: scientific rigour and the perils of ideology. Brain, Volume 141, Issue 2, February 2018, Page e11

[2] Kaoru Amano, Kazuhisa Shibata, Mitsuo Kawato, Yuka Sasaki, and Takeo Watana. (2016) Learning to Associate Orientation with Color in Early Visual Areas by Associative Decoded fMRI Neurofeedback. VOLUME 26, ISSUE 14, P1861-1866

[3] Vincent Taschereau-Dumouchel, Aurelio Cortese, Toshinori Chiba, J. D. Knotts, Mitsuo Kawato, and Hakwan Lau. Towards an unconscious neural reinforcement intervention for common fears. PNAS March 27, 2018 115 (13) 3470-3475

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