前額葉作為心理理論神經(jīng)基礎(chǔ)的研究綜述

蔡明 文孝建

該文以近年國(guó)內(nèi)發(fā)表的論文為文獻(xiàn)依據(jù)，首先對(duì)心理理論的概念進(jìn)行了概括，然后分別介紹了有關(guān)研究結(jié)果顯示的前額葉內(nèi)側(cè)面、前額葉眶部、腹內(nèi)側(cè)前額葉在心理理論能力和執(zhí)行中的作用，最后對(duì)認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)中前額葉的研究進(jìn)行了簡(jiǎn)要展望。

心理理論；前額葉內(nèi)側(cè)面；前額葉眶部；腹內(nèi)側(cè)前額葉

1.引言

前額葉(Prefrontal Cortex, PC)占額葉的一半以上，占大腦皮層的大約1/6，與認(rèn)知功能關(guān)系密切。前額葉與大腦其他區(qū)域有密切關(guān)系，有協(xié)調(diào)中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)廣泛區(qū)域的活動(dòng)的作用。[1]

心理理論(theory of mind，ToM)指的是一種能力，即把各種心理狀態(tài)（如信念、意圖、欲望和知識(shí)等）歸因到自己和他人具有與自己不同信念、欲望和意圖的能力，它強(qiáng)調(diào)的是一個(gè)人對(duì)于他人如何形成心智的理論[2]。ToM是社會(huì)認(rèn)知的重要組成部分，其相應(yīng)的神經(jīng)基礎(chǔ)是社會(huì)腦的不可或缺的部分。

大量研究發(fā)現(xiàn)ToM能力的形成和發(fā)展可能與PC有關(guān)：Liu和Sabbagh(2004)對(duì)ERPs波形進(jìn)行觀察認(rèn)為心理狀態(tài)和真實(shí)事件推理過(guò)程的區(qū)別與左額部的ERPs晚成分有關(guān)，左額部ERPs晚成分均來(lái)源于左額葉皮質(zhì)[3]；Frith(1999)[4，5]、Siegal(2002)[4，5]等均認(rèn)為ToM能力加工的神經(jīng)基礎(chǔ)主要包括前額葉；Gallagher(2000)等采用功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)發(fā)現(xiàn)ToM主要是前額葉皮質(zhì)的功能，ToM任務(wù)的刺激呈現(xiàn)方式與激活區(qū)域無(wú)關(guān)[5]；Rowe(2001)發(fā)現(xiàn)兩組患者(左右側(cè)額葉切除)不僅在行為作業(yè)方面都有明顯的缺陷，而且在執(zhí)行功能上也有一些障礙[5]；Stone等人以及Stuns等人關(guān)于神經(jīng)精神病人的研究都表明額葉損傷的病人在判斷別人心理狀態(tài)時(shí)出現(xiàn)困難，Channon及其同事報(bào)告左半球損傷的病人比右半球損傷病人出現(xiàn)更嚴(yán)重的ToM功能喪失[6]；Sabbagh和Taylor(2000)發(fā)現(xiàn)左前額的ERPs慢波是健康成人ToM推理真實(shí)可靠的標(biāo)志[6]。Mason, Banfield & Macrae(2004)使用fMRI技術(shù)來(lái)記錄腦成像，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，關(guān)于人的行為的判斷激活的區(qū)域都在前額葉，而活動(dòng)最明顯的區(qū)域是右側(cè)額中回中部( right middle and medial frontal gyri)[9]。下面就近幾年國(guó)內(nèi)發(fā)表的論文中有關(guān)PC作為ToM神經(jīng)基礎(chǔ)的研究作綜述。

2.前額葉內(nèi)側(cè)面

前額葉內(nèi)側(cè)面[4]或稱內(nèi)側(cè)前額葉[6，7]、前額葉中部(Media Prefrontal Cortex，MPFC)[9]對(duì)于我們的社會(huì)認(rèn)知是非常重要的，特別是社會(huì)推理和社會(huì)決策方面(Adolphs，1999)，同時(shí)可能是參與ToM加工的關(guān)鍵腦結(jié)構(gòu)，選擇性地參與了ToM推理的加工過(guò)程。神經(jīng)影像學(xué)研究也證實(shí)前額內(nèi)側(cè)面在ToM能力加工的重要性。Happe(2000)等發(fā)現(xiàn)正常人只有在ToM任務(wù)的條件下才激活了前額內(nèi)側(cè)面，而其他情況下均沒(méi)有激活前額內(nèi)側(cè)面，同時(shí)發(fā)現(xiàn)在ToM故事和ToM卡通任務(wù)的條件下，激活了相同的區(qū)域前額內(nèi)側(cè)面。另一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)癥患者在進(jìn)行ToM任務(wù)時(shí)并沒(méi)有激活前額內(nèi)側(cè)面，而正常對(duì)照組卻明顯激活了前額葉內(nèi)側(cè)面(Happe，1996)。[4]

與理解他人意圖的研究。Brunet(2000)等人的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，健康成人當(dāng)非言語(yǔ)任務(wù)被執(zhí)行時(shí)，被試的內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)區(qū)域，包括左內(nèi)側(cè)前額區(qū)(BA9)，右側(cè)前額下區(qū)(BA38)、右側(cè)額下回、左側(cè)額上回等區(qū)域存在顯著激活。[3,4,9]

與理解他人情感的研究。Jackson(2005)等人的fMRI數(shù)據(jù)顯示，相對(duì)于參照條件，被試在觀看存在手腳疼痛的圖片時(shí)，ToM的關(guān)鍵腦區(qū)如內(nèi)側(cè)前額區(qū)、顳下溝等區(qū)域出現(xiàn)了明顯的激活。[3]

與理解他人知識(shí)的研究。Jason Mitchell(2005)等人發(fā)現(xiàn)，與加工他人的信息相比，當(dāng)人們對(duì)他人的內(nèi)心狀態(tài)形成印象時(shí)，相比加工其他類型的信息，內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)起到了重要作用，隨后的研究發(fā)現(xiàn)，內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)只在對(duì)生命體(如狗)形成印象時(shí)起作用。[2]Gael(2005)等人采用PET技術(shù)研究發(fā)現(xiàn)個(gè)體在模擬他人心理知識(shí)對(duì)熟悉和不熟悉的物品的功能進(jìn)行推斷時(shí)，左內(nèi)側(cè)前額區(qū)和顳極(temporal pole)出現(xiàn)激活。[3]Mitchell(2002)等人通過(guò)fMRI技術(shù)發(fā)現(xiàn)一種獨(dú)特的大腦活動(dòng)形式與對(duì)人的判斷活動(dòng)有關(guān)，并激活內(nèi)側(cè)前額葉、額葉上側(cè)、頂內(nèi)溝和梭狀回——這些涉及社會(huì)認(rèn)知功能的區(qū)域。[3]

損傷研究。神經(jīng)心理學(xué)的研究大量研究表明，前額內(nèi)側(cè)面的損傷會(huì)導(dǎo)致患者的ToM能力的損害。Stuss(2001)等研究表明，額葉損傷病人在ToM上存在障礙，右側(cè)前額內(nèi)側(cè)面損害的病人在執(zhí)行ToM的欺騙任務(wù)時(shí)有明顯困難[3，7]。Anderson(1999)等通過(guò)對(duì)早期前額內(nèi)側(cè)面損害的患者研究，發(fā)現(xiàn)他們雖然保持著正常的智力，但社會(huì)行為和社會(huì)推理能力明顯受損。[3，4]

研究有待解決的問(wèn)題。大腦左右哪個(gè)半球內(nèi)側(cè)前額葉在ToM中占主導(dǎo)。關(guān)于心理狀態(tài)推理時(shí)前旁帶回的激活是在大腦左右哪個(gè)半球的問(wèn)題，有些研究發(fā)現(xiàn)在左側(cè)，有些研究發(fā)現(xiàn)在右側(cè)，而有些研究發(fā)現(xiàn)雙側(cè)都有激活。

內(nèi)側(cè)前額葉是否是ToM加工的關(guān)鍵腦區(qū)。一些早期的系列腦成像研究者認(rèn)為額葉，特別是內(nèi)側(cè)前額葉是ToM加工的關(guān)鍵腦區(qū)(Gallagher & Frith，2005；Amodio，2006)。[6，7]近年來(lái)認(rèn)為ToM的加工較能跟其它很多心理功能的神經(jīng)機(jī)制一樣，不只是單腦區(qū)參與的，而是依靠多個(gè)腦區(qū)有機(jī)組織成的復(fù)雜系統(tǒng)。[7]Bird(2004)等最近發(fā)現(xiàn)一例廣泛性雙側(cè)前額內(nèi)側(cè)面損害的病人在ToM任務(wù)中沒(méi)有明顯損害，可能是由于他們使用的實(shí)驗(yàn)任務(wù)的復(fù)雜性不同造成的。[3，6]內(nèi)側(cè)前額葉在ToM加工中的作用值得進(jìn)步探討。

3.前額葉眶部

前額葉眶部[4]又稱眶前額皮層[6]、眶額葉皮層(orbitalfrontal cortex,OFC)[9]，根據(jù)已有研究認(rèn)為它也是理解心理活動(dòng)神經(jīng)環(huán)路的部分[3]并且是對(duì)他人情緒心理狀態(tài)進(jìn)行解碼的神經(jīng)回路之一[9]。

與理解他人心理狀態(tài)和情緒的研究。Baron-Cohen(1994)等用單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像技術(shù)(SPECT)研究發(fā)現(xiàn)正常自愿者右側(cè)眶額皮層在心理狀態(tài)相關(guān)詞語(yǔ)判斷中的激活程度顯著高于在身體相關(guān)詞語(yǔ)判斷中的激活程度，提出OFC是理解心理活動(dòng)神經(jīng)環(huán)路的部分。[4]Hynes,Baird和Grafton(2006)對(duì)以往的研究范式和刺激內(nèi)容進(jìn)行總結(jié)認(rèn)為，如果研究中選擇的ToM范式需要被試進(jìn)行情緒性歸因，那么OFC在ToM任務(wù)中就會(huì)卷入。[9]

與心理狀態(tài)推理的研究。Liu和Sabbagh(2004)使用BESA軟件分析發(fā)現(xiàn)，左額部晚成分源于左眶額皮質(zhì)(orbitofrontal cortex)，這與過(guò)去認(rèn)為定位于前旁扣帶回皮質(zhì)(anterior paracingulate cortex)不同。[5]借助腦電分析軟件(BESA),Sahhagh(2004)等人分析的結(jié)果顯示偶極子可能位于左眶前額葉皮層并且處理約87%的與條件影響相關(guān)的頭皮變化。[6]Sabbagh等人研究中的源定位技術(shù)表明，ToM推理與其他相近的任務(wù)相區(qū)別的神經(jīng)發(fā)生器可能與眶前額皮層有關(guān)。[6]

損傷研究。Stone(1998)等通過(guò)對(duì)前額葉損害的病人研究，發(fā)現(xiàn)OFC受損的病人在失言察覺(faux pas)的任務(wù)中有明顯障礙。由于這些患者不能對(duì)他人心理活動(dòng)進(jìn)行正確的推測(cè)，從而不能正確的處理人際關(guān)系。[3，4]OFC區(qū)域如果被損傷，那么個(gè)體將無(wú)法對(duì)他人的面部表情進(jìn)行解碼，所以無(wú)法識(shí)別他人的情緒狀態(tài)(Hornak & Rolls，1996)，而基于他人面部信息來(lái)對(duì)其情緒狀態(tài)進(jìn)行解釋是ToM重要的加工過(guò)程之一(Sabbagh，2004)。[9]

有待研究的問(wèn)題。在一些神經(jīng)成像研究中，研究者們認(rèn)為ToM推理與OFC皮層有關(guān)；另一此研究者則假定這一區(qū)域構(gòu)成了ToM推理神經(jīng)基礎(chǔ)的核心成分。[6]

4.腹內(nèi)側(cè)前額葉

腹內(nèi)側(cè)前額葉(ventromedial prefrontal cortex,VMPFC)位于MPFC、眶額皮層(OFC)和前額葉底部區(qū)域的交匯處。Shamay-Tsoory和Aharon-Peretz(2007)讓VMPFC損傷的病人完成認(rèn)知的ToM任務(wù)和情緒的ToM任務(wù)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)患者在認(rèn)知ToM任務(wù)上表現(xiàn)完好，但是情緒ToM任務(wù)卻完全出現(xiàn)了困難。[9]這表明，VMPFC可能在情緒性社會(huì)加工方面存在重要的作用。

5.展望

應(yīng)明確前額葉的地位。由于不同研究者使用不同的研究技術(shù)、研究范式、實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)置不同的基線標(biāo)準(zhǔn)，加之ToM的復(fù)雜性，目前前額葉到底在ToM中到底起到什么樣的作用并沒(méi)有明確的界定，是大腦左右哪個(gè)半球內(nèi)側(cè)前額葉在ToM中占主導(dǎo)也不明確。[9]

應(yīng)注重前額葉與其他腦區(qū)的整合研究。近來(lái)對(duì)杏仁核、扣帶前回(anterior cingulated cortex，ACC)特別是旁扣帶回皮層前部(anterior paracingulate cortex，anterior PCC)、視丘腦下部、額葉新皮層和紋狀體等部分也都有所考察。[4，9，10]

應(yīng)注重前額葉縱向發(fā)展研究。在今后的ToM神經(jīng)機(jī)制研究中，如何采用縱向研究設(shè)計(jì)，在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)對(duì)ToM發(fā)展的神經(jīng)機(jī)制進(jìn)行有系統(tǒng)的追蹤研究，可能會(huì)成為以后研究的趨勢(shì)。[3]Sabbagh也提出，如何從發(fā)展的角度考察前額葉的發(fā)育與ToM發(fā)展之間的關(guān)系是未來(lái)研究的方向和挑戰(zhàn)。[6]

應(yīng)注重跨文化研究。作為ToM的重要研究?jī)?nèi)容的跨文化研究，在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域的研究也比較缺乏[3]。ToM的腦機(jī)制(包括前額葉)與文化差異的關(guān)系問(wèn)題值得進(jìn)一步的研究探討。

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