Cereb Cortex︱黄艳课题组揭示焦虑相关的注意加工脑电机制

撰文︱胡立平

责编︱王思珍，方以一

编辑︱王思珍

个体长期的焦虑倾向是其人格属性的反映，称为特质焦虑。高特质焦虑是对应激高度敏感和精神疾病 (尤其焦虑症和抑郁症) 易感的关键风险因素之一。一些研究者提出，对负性刺激（诱发威胁感）的注意偏向可能是焦虑相关精神疾病得以发展和持续的重要机制[1]。近年的研究则提示，长期焦虑可能伴随一般性的注意功能损伤，而不仅仅是对负性刺激的注意偏向[2]。在注意加工过程中，对目标信息的注意选择和对干扰信息的注意抑制是注意的重要功能。最新的焦虑认知模型进一步提出，注意抑制能力的缺损可能是焦虑相关的注意损伤的关键方面，与焦虑相关障碍的发生发展有密切的关系[3]。但是这一重要理论假设缺乏直接的神经生理证据支持。

2023年2月，中国科学院深圳先进技术研究院，脑认知与脑疾病研究所黄艳团队的最新合作研究成果以“General deficits of attentional inhibition in high trait anxiety: ERP evidence”为题在线发表于国际高水平期刊《Cerebral Cortex》。深圳先进院胡立平为文章第一作者，黄艳为文章的通讯作者。该研究发现高焦虑个体存在一般性（即非情绪特异性）的注意缺陷。具体表现为,个体的焦虑水平越高，对任务无关的干扰刺激的注意抑制能力越差，同时对目标刺激的注意选择也越晚。该研究为“高焦虑导致一般性注意抑制功能损伤”的假说提供了来自脑电的神经生理证据。（拓展阅读：黄艳课题组相关研究进展，详见“逻辑神经科学”报道（点击阅读）：Hum Brain Mapp︱深圳先进院黄艳课题组揭示人类皮层下大细胞视觉通路新功能）

在该研究中，研究人员利用高时间分辨率脑电技术结合特定设计的视觉搜索范式，用以区分注意的不同阶段，有利于厘清焦虑相关的注意损伤机制。研究人员随机招募66名健康受试者，并通过量表测量他们的特质焦虑水平（长期的焦虑倾向）和状态焦虑水平（当前的焦虑程度）。在实验中，科研人员采用了中性几何刺激的视觉搜索任务（图1），让受试者在一圈几何图形中搜索一个形状不同的目标（例如菱形中的圆形），并尽量忽视可能出现的颜色干扰，同时用高时空分辨率的128通道的脑电设备来记录受试者的脑电信号。

图1. 实验流程和刺激图形

（图源：Hu L, et al., Cereb Cortex, 2023）

在脑电信号中，N2pc成分表征大脑的注意选择功能，Pd成分表征大脑的注意抑制功能。研究发现，在目标搜索过程中，个体先被干扰刺激捕获注意，诱发N2pc成分，然后对干扰刺激进行主动抑制，诱发Pd成分（图2 A和B）。进一步分析发现，个体的特质焦虑水平越高，注意抑制能力越差（Pd振幅减小）（图2C），对目标的注意选择也越晚（N2pc潜伏期延后）（图2E-F）。与特质焦虑不同，个体的当前的焦虑水平与注意功能没有显著的相关性。研究厘清了长期特质焦虑对两大注意功能的具体影响机制：对干扰物的注意抑制减弱，对目标物的注意选择速度减慢。

图2. 脑电结果

（图源：Hu L, et al., Cereb Cortex, 2023）

文章结论与讨论，启发与展望

综上所述，研究人员通过脑电技术，在一般非情绪刺激的视觉搜索任务中分解个体对目标和干扰刺激的注意过程，发现较高特质焦虑水平的个体对目标刺激的注意选择减慢，对干扰刺激的注意抑制减弱。该研究突破了以往的高焦虑个体只是存在负性刺激的注意偏向的观点，找到了高特质焦虑损伤一般性注意功能的神经证据，并解析了高焦虑是如何影响注意的不同加工过程的。亚临床水平的高特质焦虑具有潜在风险，但往往被个人和社会忽视。该研究发现提醒人们亚临床水平的焦虑也将带来认知功能的损伤。此外，该研究提示注意功能的损伤可能与焦虑早期阶段的发病机制有关，研究中与焦虑水平呈相关关系的脑电指标也可能成为焦虑水平客观测量的新方法。该研究发现是否适用于临床病人还需要后期实验的验证。未来，研究人员将在临床上招募焦虑障碍患者，进一步探讨一般性注意功能损伤与焦虑障碍发生发展的关系。

原文链接：https://doi.org/10.1093/cercor/bhad038 

该研究得到了科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目、深港脑科学创新研究院以及中国科学院脑联结解析与调控重点实验室等的项目资助。

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[1] Van Bockstaele, B., Bockstaele, B., Verschuere, B., Tibboel, H., De Houwer, J., Crombez, G., & Koster, E. H., A review of current evidence for the causal impact of attentional bias on fear and anxiety. Psychological Bulletin. 2014, 140, 682-721.

[2] Bishop, S. J. (2009). Trait anxiety and impoverished prefrontal control of attention. Nature Neuroscience, 12, 92–98. 

[3] Eysenck, M. W., & Derakshan, N. (2011). New perspectives in attentional control theory. Personality and Individual Differences, 50, 955–960.

本文完