面部情緒認(rèn)知障礙的研究進(jìn)展

申慧綜述 孔繁一，劉詩(shī)翔審校

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綜 述

面部情緒認(rèn)知障礙的研究進(jìn)展

申慧綜述 孔繁一，劉詩(shī)翔審校

情緒認(rèn)知；杏仁核；認(rèn)知加工；精神分裂癥

面部表情作為基本溝通方式，是情緒表達(dá)和認(rèn)知的重要途徑。面部情緒認(rèn)知障礙嚴(yán)重影響人際交往和社會(huì)生活。現(xiàn)從情緒認(rèn)知概念、分類、研究方法、神經(jīng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)及面部情緒認(rèn)知障礙的相關(guān)疾病綜述如下。

1 面部情緒認(rèn)知概述

1.1 情緒認(rèn)知概念 情緒是復(fù)雜的心理生理學(xué)現(xiàn)象，反映了心智狀態(tài)與個(gè)體內(nèi)在的生物化學(xué)與外部環(huán)境影響的相互作用，它作為反映客觀世界的一種形式，對(duì)人的現(xiàn)實(shí)生活和精神生活各方面都有重要作用。情緒認(rèn)知是指對(duì)情緒的知覺和識(shí)別，包括對(duì)他人情緒和對(duì)自己情緒的識(shí)別。一般來說情緒認(rèn)知是指對(duì)他人情緒的識(shí)別，即感知他人的情緒狀態(tài)。表情作為情緒的外顯形式，包括面部表情、語音表情、身段表情。面部表情作為基本溝通方式是眼部肌肉、顏面肌肉和口部肌肉通過位置的變化組成的一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作或姿態(tài)，是情緒表達(dá)和認(rèn)知的重要途徑。

1.2 面部情緒分類

1.2.1 情緒內(nèi)容不同分類： Ekmann最早提出悲、喜、驚、怒、怕和厭6種基本情緒。6種情緒之間識(shí)別存在難度差異，情緒成分越復(fù)雜，表情越難辨認(rèn)。其中快樂、痛苦最容易辨認(rèn)；恐懼、悲哀較難辨認(rèn)。

1.2.2 情緒效價(jià)不同分類： 按情緒效價(jià)分為積極情緒和消極情緒。積極情緒包括愉快、高興和滿意等；消極情緒包括憤怒、恐懼、厭惡。研究發(fā)現(xiàn)情緒效價(jià)影響受試者情緒識(shí)別的反應(yīng)時(shí)間和正確率[1]，積極情緒面孔的識(shí)別正確率更高。同時(shí)表情強(qiáng)度也是情緒識(shí)別正確率的重要因素，表情強(qiáng)度高的情緒面孔識(shí)別正確率更高[2]。

2 面部情緒認(rèn)知的研究手段

2.1 神經(jīng)心理學(xué)的研究 對(duì)個(gè)體進(jìn)行情緒誘發(fā)，測(cè)量其對(duì)情緒刺激的早期感知、分類識(shí)別、情緒評(píng)價(jià)等認(rèn)知加工和情緒體驗(yàn)。以圖片、聲音、情景為刺激材料來揭示人類正常的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和加工方式。目前的研究中情緒圖片系統(tǒng)應(yīng)用較多，主要有以下幾種：(1)日本ATR-JAFFE表情庫(kù)是一種專門用于表情識(shí)別研究的數(shù)據(jù)庫(kù)，其中共有10人，每人7種面部表情(高興、悲傷、憤怒、驚奇、恐懼、厭惡、中性臉)。此表情數(shù)據(jù)庫(kù)按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)定，并且完全開放，因此大多數(shù)研究中都使用此表情庫(kù)來訓(xùn)練與測(cè)試。(2)日本人和白人的面部情緒系統(tǒng)(JACFEE)包括憤怒、厭惡、恐懼、悲傷、快樂、驚訝和蔑視7種面部情緒。研究認(rèn)為這些情緒在不同文化下都能得到良好的識(shí)別度。在中國(guó)文化背景下，JACFEE圖片已經(jīng)在一些研究中得到了信度和效度的驗(yàn)證。(3)中國(guó)化面孔情緒系統(tǒng)包括7種情緒類型共870 張圖片。100 名在校大學(xué)生對(duì)每張圖片情緒類型進(jìn)行評(píng)定，及對(duì)不同情緒類型所表達(dá)的情緒強(qiáng)度進(jìn)行的評(píng)分。本土化的中國(guó)情緒圖片系統(tǒng)排除文化、個(gè)性等差異，在中國(guó)文化背景下更有使用價(jià)值。(4)國(guó)際情緒圖片系統(tǒng)(IAPS)具有較好的國(guó)際通用性，但因文化、個(gè)性等因素不同在國(guó)內(nèi)研究中使用需要修訂和完善。

2.2 神經(jīng)影像學(xué)的研究

2.2.1 功能性核磁共振成像(fMRI)： fMRI是一種高分辨率、無創(chuàng)性、有效的影像技術(shù)，它能反映腦血流變化，并能準(zhǔn)確地對(duì)功能大腦皮質(zhì)(運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)、感覺皮質(zhì)、語言功能及情緒活動(dòng))進(jìn)行定位。廣泛應(yīng)用在于神經(jīng)生理學(xué)和神經(jīng)心理學(xué)的研究。

2.2.2 正電子放射斷層掃描(PET)技術(shù)： PET作為當(dāng)代最先進(jìn)的核醫(yī)學(xué)顯像技術(shù)，顯示腦組織內(nèi)氧、葡萄糖、氨基酸等的代謝，并能完成中樞神經(jīng)遞質(zhì)和受體顯像，發(fā)現(xiàn)腦內(nèi)微量受體的存在及其變化。

2.3 神經(jīng)電生理的研究 在神經(jīng)生理研究，生物信號(hào)顯示情緒和生理活動(dòng)之間的關(guān)系。一些研究已經(jīng)進(jìn)行了采用不同的生理信號(hào)進(jìn)行情感識(shí)別，如心臟速率、皮膚電導(dǎo)、呼吸頻率、心電圖、肌電圖、事件相關(guān)電位(ERP)等[3]。腦電圖直接反映情緒狀態(tài)。近年來集中于研究EEG信號(hào)用于設(shè)計(jì)情感識(shí)別系統(tǒng)。Murugappan等[4]提出用統(tǒng)計(jì)的方法，從EEG頻段特性和小波變換進(jìn)行分類5個(gè)獨(dú)立的情緒(恐懼、厭惡、中性、快樂、驚喜)。Bastos-Filho等[5]提出的情感識(shí)別系統(tǒng)是基于從EEG信號(hào)提取3個(gè)特征以區(qū)分3個(gè)情感狀態(tài)：壓力、平靜和正常狀態(tài)。

3 面部情緒認(rèn)知的神經(jīng)基礎(chǔ)

3.1 杏仁核 杏仁核是顳葉前部的皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)，與前額葉皮質(zhì)、紋狀體及島葉等都有纖維相聯(lián)系，它是產(chǎn)生情緒，識(shí)別情緒和調(diào)節(jié)情緒，控制學(xué)習(xí)和記憶的腦部組織。杏仁核通過皮質(zhì)下通路(上視丘和丘腦枕葉)和皮質(zhì)通路(視皮質(zhì))參與情緒加工，杏仁核病變致使尋找并使用面部眼區(qū)來識(shí)別可怕面部表情的能力受損[6]。研究認(rèn)為雙側(cè)杏仁核損傷后患者對(duì)不同情緒辨別均存在障礙，主要對(duì)恐懼面孔識(shí)別障礙;新的研究認(rèn)為杏仁核在非恐懼面孔識(shí)別記憶中也有作用[7]。神經(jīng)影像學(xué)研究顯示雙側(cè)杏仁核在情緒認(rèn)知中存在不對(duì)稱性,右側(cè)杏仁核在恐懼情緒認(rèn)知中發(fā)揮作用更大。但Boucsein等[8]認(rèn)為左右側(cè)杏仁核損傷只要達(dá)到相當(dāng)大的范圍都會(huì)出現(xiàn)情緒辨別障礙。

3.2 前額葉皮質(zhì) 前額葉皮質(zhì)位于腦的最前方,分為眶部、內(nèi)側(cè)部及外側(cè)部。外側(cè)前額葉皮質(zhì)可以被認(rèn)為是情緒記憶一體化的部位，它能夠?qū)η榫w內(nèi)容編碼和檢索。研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)顱磁刺激左背外側(cè)前額葉皮質(zhì)刺激積極情緒材料的記憶提取，這一結(jié)果表明，左背外側(cè)前額葉皮質(zhì)活化促進(jìn)情感信息的檢索。重復(fù)經(jīng)顱磁刺激使背內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)失活后，識(shí)別憤怒、恐懼、厭惡等負(fù)性情緒一致下降[9]。尤其在前額葉區(qū)域被抑制后不能發(fā)現(xiàn)消極和可能的潛在厭惡情緒。另有研究證實(shí)眶額葉皮質(zhì)非選擇性參與情緒認(rèn)知，其損傷可能使多種情緒認(rèn)知障礙，其中憤怒情緒識(shí)別障礙最為顯著[10]。

3.3 基底節(jié) 基底節(jié)位于大腦皮質(zhì)底部,它和運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)、額葉及邊緣系統(tǒng)皮質(zhì)等有廣泛的神經(jīng)纖維聯(lián)系。基底節(jié)損害后不僅出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)障礙，而且出現(xiàn)情緒認(rèn)知障礙[10]。神經(jīng)影像學(xué)分析顯示，皮質(zhì)綜合征患者的情緒加工處理障礙與基底節(jié)損失以及左側(cè)旁回/楔前葉區(qū)域的皮質(zhì)變薄有關(guān)[11]?；坠?jié)在厭惡情緒加工中可能發(fā)揮特殊的作用，新的研究認(rèn)為基底外側(cè)核是整合厭惡信息到更高層結(jié)構(gòu)的過濾器，并不是情緒加工的特異性結(jié)構(gòu)[12]。Marieke等[13]研究發(fā)現(xiàn)癥狀前亨廷頓患者無選擇性的識(shí)別厭惡情緒障礙。Kipps等[14]研究發(fā)現(xiàn)厭惡表情的加工與基底節(jié)沒有直接關(guān)系?；坠?jié)在厭惡情緒加工中的作用仍有爭(zhēng)議，可能是研究方法、基底節(jié)病變部位、病變范圍不同所致。但總的來說基底節(jié)是厭惡加工的重要結(jié)構(gòu)。

3.4 扣帶回前皮質(zhì) 扣帶回前皮質(zhì)(anterior cingulate cortex，ACC)是大腦邊緣系統(tǒng)的一部分?？蹘Щ厍安緽A24、25區(qū)與額顳葉皮質(zhì)有著廣泛的纖維聯(lián)系，此區(qū)與情緒的自動(dòng)反應(yīng)有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，雙側(cè)杏仁核病變患者仍能快速區(qū)分恐懼情緒，并認(rèn)為ACC和島葉皮質(zhì)網(wǎng)絡(luò)也參與恐懼情緒認(rèn)知處理[15]。因此，杏仁核是必不可少的無意識(shí)的、快速的檢測(cè)恐懼的獨(dú)家區(qū)域已經(jīng)受到了挑戰(zhàn)。對(duì)扣帶回皮質(zhì)而言，正負(fù)性情緒面孔激活右扣帶回皮質(zhì)，尤其對(duì)負(fù)性面孔的反應(yīng)更顯著；快樂面孔激活左扣帶回皮質(zhì)；厭惡面孔激活前腦島和邊緣皮質(zhì)—紋狀體—海馬部位。研究認(rèn)為 ACC作為邊緣系統(tǒng)一部分與基底節(jié)一起組成厭惡加工的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[16]。

3.5 腦島 島葉是內(nèi)臟感覺皮質(zhì)，有證據(jù)支持識(shí)別厭惡情緒時(shí)可以引起島葉的激活，雙側(cè)島葉損傷的患者對(duì)所有類型的厭惡情緒辨別障礙[17]。左側(cè)腦島和基底節(jié)損傷者存在厭惡加工的選擇性受損；而右側(cè)腦島和基底節(jié)受損的患者卻無情緒認(rèn)知受損[18]。因此, 島葉在厭惡情緒加工中可能存在偏側(cè)化。

3.6 丘腦 丘腦是間腦中最大的卵圓形灰質(zhì)核團(tuán)。它與額葉前部、頂顳葉、扣帶回等結(jié)構(gòu)均有廣泛的纖維聯(lián)系。給被試者觀察不同效價(jià)情緒圖片，均發(fā)現(xiàn)丘腦被激活[19]。另有研究發(fā)現(xiàn)，丘腦損傷可以導(dǎo)致悲傷表情識(shí)別降低[20]。Ward等[21]研究發(fā)現(xiàn)局灶性丘腦后結(jié)節(jié)損傷者對(duì)害怕情緒圖片識(shí)別障礙，而其周圍結(jié)構(gòu)損傷者卻不出現(xiàn)此障礙，可見在害怕情緒識(shí)別中丘腦后結(jié)節(jié)作用重大，并通過杏仁核與皮質(zhì)形成直接或間接的聯(lián)系從而介導(dǎo)對(duì)害怕情緒的識(shí)別。

4 面部情緒認(rèn)知障礙的相關(guān)疾病

參與情緒認(rèn)知的腦結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其受損會(huì)引起情緒認(rèn)知障礙，嚴(yán)重影響患者社會(huì)生活。研究認(rèn)為其表現(xiàn)在精神分裂癥患者、腦血管意外、癡呆綜合征、帕金森氏病、抑郁癥、自閉癥、癲癇和創(chuàng)傷性腦損傷、多發(fā)性硬化等疾病中[22]。下面著重介紹與面部認(rèn)知障礙相關(guān)疾病。

4.1 腦卒中與面部情緒認(rèn)知障礙 腦卒中是高發(fā)病率、高致死率、高致殘率的神經(jīng)科疾病。它不僅出現(xiàn)肢體偏癱、感覺障礙等神經(jīng)功能受損癥狀，還可出現(xiàn)認(rèn)知障礙，嚴(yán)重者致癡呆。在腦卒中后面孔情緒認(rèn)知ERP研究中發(fā)現(xiàn)，腦卒中患者在面孔識(shí)別的早期階段其神經(jīng)活動(dòng)與加工即出現(xiàn)異常, 其原因可能是腦卒中后影響了面孔表情識(shí)別的神經(jīng)通路。卒中后面部情緒認(rèn)知障礙存在2種理論：(1)右腦優(yōu)勢(shì)理論。認(rèn)為不管面孔表達(dá)出情緒是正性的還是負(fù)性的，右腦是處理面孔情緒識(shí)別的優(yōu)勢(shì)半球，如果情緒面孔出現(xiàn)在左側(cè)視野，那將會(huì)引起更加強(qiáng)烈的情緒反應(yīng)。所以相應(yīng)的，右腦損傷的患者識(shí)別正、負(fù)性面孔情緒都會(huì)受到嚴(yán)重的影響，而左側(cè)腦損傷的患者受到的影響則相對(duì)小很多[23]。Blonder等[24]研究認(rèn)為面部情緒認(rèn)知與大腦右半球卒中有關(guān)。Yuvaraj等[25]研究顯示大腦右半球在面部情緒認(rèn)知中貢獻(xiàn)重大，支持右腦優(yōu)勢(shì)理論。(2)效價(jià)理論。認(rèn)為左腦是識(shí)別積極情緒的優(yōu)勢(shì)半球，右腦主要識(shí)別消極情緒。因而，左腦損傷患者識(shí)別積極情緒障礙，更容易出現(xiàn)抑郁癥狀和病理性哭泣等；而右腦損傷患者則被認(rèn)為在識(shí)別消極情緒方面有困難，這種病理改變和病理性強(qiáng)笑有關(guān)[26，27]。Abbott 等[28]首次臨床研究表明右腦損傷者鑒別整個(gè)臉部信息不準(zhǔn)確，而左右腦損傷者在鑒別部分臉部信息時(shí)均不準(zhǔn)確，這表明右半球通過面部整體和局部特征信息對(duì)面部表情處理，而左半球通過局部特征信息處理。

4.2 精神分裂癥與面部情緒認(rèn)知障礙 精神分裂癥是一種危重精神疾病，其精神病理主要以認(rèn)知障礙為主。精神分裂癥認(rèn)知障礙包括記憶障礙、注意障礙、執(zhí)行功能障礙。文獻(xiàn)報(bào)道精神分裂癥患者面部情緒認(rèn)知障礙。在精神分裂癥首發(fā)和慢性期都會(huì)出現(xiàn)驚訝、恐懼、厭惡等普遍情緒的認(rèn)知障礙，并在疾病進(jìn)程中面部情緒認(rèn)知障礙并未惡化，持續(xù)穩(wěn)定存在[29，30]。精神分裂癥患者的認(rèn)知功能損害與大腦額葉及顳葉的不同區(qū)域以及相鄰的皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)的改變有關(guān) ,主要是前額葉[31]。精神分裂癥患者及精神病高風(fēng)險(xiǎn)者出現(xiàn)恐懼、悲傷特定面孔情緒識(shí)別障礙，這與杏仁核病理改變有關(guān)[32]。

4.3 帕金森病(PD)與面部表情認(rèn)知障礙 PD是一種緩慢進(jìn)展的中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病。臨床表現(xiàn)為肌強(qiáng)直、肢體靜止性震顫和運(yùn)動(dòng)減少，另外認(rèn)知障礙也很重要。國(guó)外對(duì)PD患者面部情緒認(rèn)知的研究認(rèn)為，對(duì)厭惡和恐懼情緒識(shí)別障礙最常見，悲傷和憤怒情緒次之，而對(duì)高興和驚訝的情緒識(shí)別功能相對(duì)保留[33，34]。目前對(duì)PD患者認(rèn)知障礙機(jī)制有兩種解釋：(1)杏仁核功能障礙。在非癡呆的PD患者的杏仁核中發(fā)現(xiàn)了黑質(zhì)外的路易小體，這些患者在面孔情緒認(rèn)知過程中出現(xiàn)了杏仁核的鈍化[35]。(2)多巴胺通路和基底節(jié)功能受損。PD患者腹側(cè)紋狀體和下丘腦神經(jīng)核團(tuán)的多巴胺能神經(jīng)支配減少，這些核團(tuán)與主管面孔情緒識(shí)別的杏仁核和額葉眶回皮質(zhì)有著豐富的連接，進(jìn)而造成PD患者面孔情緒認(rèn)知受損[36]。

4.4 自閉癥與面部情緒認(rèn)知障礙 自閉癥患者情緒認(rèn)知障礙包括情緒知覺能力、情緒理解能力、情緒表達(dá)能力及情緒調(diào)節(jié)能力障礙。情緒知覺能力障礙表現(xiàn)為識(shí)別他人情緒能力下降或不能識(shí)別。自閉癥兒童情緒知覺能力的發(fā)展明顯弱于普通兒童，且不隨年齡增長(zhǎng)而提高。研究認(rèn)為自閉癥患者表現(xiàn)對(duì)面部情緒表情的興趣下降，對(duì)負(fù)性情緒的感知障礙嚴(yán)重。梭狀回活動(dòng)減弱是自閉癥兒童面部情緒知覺障礙的原因之一，更多的研究認(rèn)為杏仁核是自閉癥兒童認(rèn)知障礙的主要原因[37]。

4.5 抑郁癥與面部情緒認(rèn)知障礙 抑郁癥以持續(xù)情緒低落和認(rèn)知功能障礙為主要臨床特征。消極認(rèn)知偏差和情緒面的異常處理是導(dǎo)致抑郁的一個(gè)主要認(rèn)知因素[38]。嚴(yán)重抑郁癥患者對(duì)悲傷消極反應(yīng)有偏差，往往把正性、中性或含糊不清面部表情評(píng)價(jià)為悲傷或不快樂。這種負(fù)性情緒認(rèn)知加工偏向主要與杏仁核和梭狀回等腦區(qū)過度激活和背外側(cè)前額皮質(zhì)、前扣帶回等腦區(qū)活性不足有關(guān)[39]。研究發(fā)現(xiàn)對(duì)抑郁癥患者提高皮質(zhì)醇反應(yīng)與識(shí)別憤怒、悲傷和厭惡的面部表情能力下降有關(guān)，但這些相關(guān)性僅出現(xiàn)10～14 d。說明下丘腦—垂體—腎上腺軸與處理負(fù)性面部表情是相關(guān)的，這可能是通過杏仁核的參與[40]。另外發(fā)現(xiàn)抑郁癥的面部情感識(shí)別障礙與抑郁癥狀嚴(yán)重程度有關(guān)[41]。

5 總結(jié)及展望

面部情緒認(rèn)知涉及的腦區(qū)結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，不能簡(jiǎn)單認(rèn)為是單個(gè)腦區(qū)的功能作用，而是各個(gè)結(jié)構(gòu)之間形成不同環(huán)路。環(huán)路中任意結(jié)構(gòu)及纖維聯(lián)系受損后都會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的面部情緒認(rèn)知障礙，并表現(xiàn)在不同疾病中。皮質(zhì)損傷可以導(dǎo)致普遍性的情緒識(shí)別下降；杏仁核損害可導(dǎo)致負(fù)性情緒識(shí)別障礙，尤其是恐懼情緒識(shí)別障礙；基底節(jié)損傷可導(dǎo)致選擇性的厭惡情緒認(rèn)知障礙；抑郁癥患者有消極認(rèn)知偏向。腔隙性腦卒中后認(rèn)知障礙的程度是抑郁癥發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[42]。早期發(fā)現(xiàn)和識(shí)別面部情緒識(shí)別障礙可能有助于神經(jīng)系統(tǒng)疾病預(yù)后的判斷、治療和社區(qū)管理。

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云南省應(yīng)用基礎(chǔ)研究面上自籌項(xiàng)目(No.2011FZ318)

650032 昆明醫(yī)科大學(xué)成都軍區(qū)昆明總醫(yī)院臨床學(xué)院研究生(申慧),成都軍區(qū)昆明總醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科(孔繁一、劉詩(shī)翔)

劉詩(shī)翔，E-mail:shixiang222@126.com

10.3969 / j.issn.1671-6450.2015.06.028

2015-01-15)