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许多动物研究表明，控制是大脑应激反应的关键变量，不可控的应激会触发单胺类的释放，在增强皮层下回路的同时会损害前额叶功能。相反，对不利事件的控制涉及前额介导的单胺核下调，这被认为是有保护作用的。但目前尚不清楚这些发现在多大程度上适用于人类。研究者在功能磁共振成像过程中，让参与者接受可控和不可控的厌恶但无痛苦的电刺激，以及在没有厌恶刺激的控制条件下。为了将神经活动和主观体验联系起来，要求参与者对知觉控制、无助感和压力进行评分。研究结果发现，厌恶刺激通常会使vmPFC失去激活，但当参与者能够终止应激源时，这种效应会减弱。此外，在可控实验中，应激反应区域(包括双侧岛叶)的激活减少。在无法控制的厌恶刺激下，vmPFC激活与无助感减少有关。本研究强调了vmPFC在应激反应的可控性依赖性调节中的作用。
前额叶区域的功能特别容易受到影响，因为不可控的应激激活了前脑的单胺类物质释放，这类物质会对前额叶区域造成损害，但增强了皮层下回路，如杏仁核和纹状体。相比之下，控制体验被证明可以激活源于腹内侧前额叶皮层(vmPFC)的抑制通路，阻断应激诱发的后遗症并产生保护作用。与长期以来认为对不可控应激的被动反应构成了一种习得行为的观点相反，控制的知觉和概括描述了一个主动的学习过程，通过这个过程，个体克服了固有的被动反应。
对不利事件的控制会影响人的行为和认知功能。例如，对噪音压力的控制显示出对执行控制功能具有一定的益处。类似地，Hartley等人(2014)发现，在控制轻微电击体验后，改善了恐惧消退。在疼痛加工的背景下，Salomons等人(2015)发现在可控疼痛条件下，vmPFC -杏仁核的连接性增加，以及Bräscher等人(2016)报道了背外侧前额叶皮层在可控热刺激下的疼痛抑制功能。Kerr等人(2012)研究了参与者对可避免或不可避免的厌恶视频的反应，结果显示，在预期控制下vmPFC激活增加，并对杏仁核具有抑制作用。最近的一项研究显示，当参与者可以终止轻微电击时，对威胁作出反应的大脑区域激活会减少，然而，没有观察到vmPFC参与。
压力或应激在生活中无处不在，这是一个不争的事实，并不是在所有情况下都能有幸避免。研究者认为研究人员也应该调查在急性应激情况下，人类行为和大脑功能中的可控性依赖反应。考虑到最终导致适应或不适应反应的机制必须首先在应激源的实际体验中诱发，更详细地研究这一过程可以促进我们对这些机制的理解。因此，本研究采用与事件相关的功能磁共振成像(fMRI)实验，旨在进一步阐明控制急性厌恶刺激的神经相关因素。
参与者：本研究共52名（19-30岁）参与者参加了实验。因各种原因，七名参与者的数据被剔除。剩余样本量为45名参与者(47%的男性，年龄：M=24.64，SD=3.05)。
厌恶刺激程序：厌恶性刺激包括单独校准的间歇双电刺激(两个刺激间隔20ms，刺激阶段持续时间为1000±250ms)。这些是通过Digitimer DS7A电流刺激器通过连接到参与者右脚踝上的电极进行的。在确定知觉阈值后，刺激强度以0.5mA的增量增加。参与者从四个方面对每个刺激进行评分：几乎感觉不到、不愉快、非常不愉快和非常痛苦。为了避免惊吓反应和额外动作，参与者熟悉了电刺激的间歇性模式。在刺激校准后，参与者完成了12项无应激练习试次，以学习简单的提示按钮匹配任务，这是随后厌恶刺激程序的一部分。三个提示线索(圆形、正方形或三角形；平均分布)分别对应三个按钮(右手食指、中指或无名指)。参与者必须快速按下对应的按钮，至少达到80%的正确率。厌恶刺激程序是一个事件相关的fMRI设计，改编自一项行为实验(Meine et al., 2020)。参与者完成了四组试次，每组包括12个可控厌恶刺激(CON)试次，12个不可控厌恶刺激(UNCON)试次，和6个无厌恶刺激的基线试次(图1)。
操作检验。首先，研究者比较了CON和UNCON条件下的厌恶刺激平均持续时间。结果发现，与UNCON试次相比，参与者在CON试次中经历了略长的刺激阶段。研究者对应激源厌恶等级进行了评估(图2a)，并未发现不同条件之间存在差异。与UNCON试次相比，参与者在CON试次中明显感觉到更多的控制。随着CON等级的增加，而UNCON等级则降低时，这些差异变得更加明显(图2b)。
图2.操作检验图。
评级、RTs、正确率和心率。参与者在厌恶刺激下的应激评分明显高于基线条件，但CON和UNCON之间没有差异(图3a)。CON组的无助感评分低于UNCON组(图3b)。与UNCON和基线试次相比，CON组的参与者反应更快。与基线相比，UNCON条件下的RTs略短(图3c)。总体而言，参与者的反应具有较高的正确率，但不同条件之间存在明显的差异(图3 d)。参与者的心率在不同条件下也存在差异(图3e)。CON组的心率与基线组相比有显著的升高。
图3.评级、RTs、正确率和心率。
神经成像结果。研究者对比了刺激(CON+UNCON)和基线试次，观察到前脑岛和后脑岛的激活增加(图4a)、左侧中央后回和辅助运动区(SMA；图4b)。与基线相比，在厌恶刺激下不太活跃的区域包括右侧中央旁小叶(图4c)、右侧中央后回、右侧枕下回、左侧梭状回(图4d)、海马和楔前叶等。
图4.厌恶刺激效应。
研究者对比了CON试次和UNCON试次，并分析了ROIs，即vmPFC和杏仁核。CON > UNCON对比显示出，左侧vmPFC有两个明显的局部簇(图5；图6a)。双侧杏仁核没有出现明显的簇。与UNCON相比，CON条件下的刺激激活区域，即脑岛(图5b)、扣带回、海马、梭状回、运动皮层和视觉皮层的激活更少。对双侧杏仁核的ROI分析也显示，在右侧杏仁核中有两个显著的局部最大值簇和在左侧杏仁核中有一个较小的簇。当研究者将刺激持续时间作为二级协变量纳入分析后，这些结果保持不变。
图5.应激源可控性效应。
有趣的是，vmPFC参数估计与UNCON和CON条件下的无助感评级相关是存在差异的，这可以通过有意义的试次条件×β权重交互(图6b)来证明。具体来说，在UNCON中，较高的β权重与较低的无助等级相关，而在CON下没有观察到这种调节。应激评级没有出现交互效应。
图6.a)从vmPFC簇中提取的基线(BASE)、可控厌恶刺激(CON)和不可控厌恶刺激(UNCON)的参数估计。b) VmPFC激活调节UNCON而非CON的无助感评级。
本研究旨在探讨应激源可控性(可控vs.不可控厌恶刺激)对神经激活模式、应激和无助感的主观评级、反应时和任务表现，以及心率影响的差异。在可控刺激下比在不可控制的厌恶刺激下有更大的vmPFC激活和更低的无助感评级。然而，与预期相反的是，可控和不可控厌恶刺激之间没有差异。与基线相比，参与者在厌恶刺激下反应更快、更准确。与不可控的厌恶刺激相比，可控刺激下的RTs更短，准确率更高。
本研究的结果也与动物研究一致，其中vmPFC被证明在检测控制时会下调应激反应。如果可控性调节我们对应激事件的反应和评估的神经机制与在动物中所发现的类似，转化研究可能为治疗应激相关的精神功能障碍提供巨大的希望。此外，有研究表明，vmPFC激活随主观压力评级而变化。虽然本研究中没有观察到vmPFC激活和压力评级之间的关系，但是发现了vmPFC激活的增加与缺乏控制下的无助感的减少有关。由于无助感与抑郁症的病因有很大的关联，因此这一发现对现有文献起到了重要的支撑作用。本研究为预期和急性厌恶刺激下的可控性与不同的神经过程相关提供了进一步的证据。在不可控的厌恶刺激下，vmPFC的激活减弱了无助感。同时，这些发现能够促进面对压力时的心理健康和复原力，以及有助于提供相应的干预措施。
原文：Don’t Stress, It’s Under Control: Neural Correlates of Stressor Controllability in Humans.https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2021.118701若二维码失效，请添加周翊工程师的微信MCKJ-zhouyi或致电17373158786，邀请您入群。
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