長期有氧運動改善甲基苯丙胺成癮者對毒品的渴求
——來自alpha波的證據(jù)

趙琦 劉佳寧 陸穎之 周成林

上海體育學院（上海200438）

甲基苯丙胺（冰毒）已成為我國濫用“頭號毒品”[1]，少量服用即可嚴重影響認知功能。認知功能受損后，甲基苯丙胺吸食者無法調(diào)節(jié)其對毒品的渴求，進而成癮。經(jīng)強制戒毒后，往往出現(xiàn)“甲基苯丙胺戒斷綜合癥”[2]，表現(xiàn)為身心受損，戒斷后無法回歸正常社會生活，且當毒品相關(guān)信息呈現(xiàn)時，其無法調(diào)控自身對毒品的主觀渴望，致使甲基苯丙胺成癮者的復(fù)吸率居高不下。目前亟需尋求一種科學易行的方式，有效改善成癮者受損的認知功能，降低主觀渴求，使成癮者更好地回歸正常生活。

近些年來，有氧運動逐漸成為戒毒康復(fù)的主要輔助療法之一。對可卡因成癮者進行8周有氧運動干預(yù)發(fā)現(xiàn)，成癮者對毒品的主觀渴求降低[3]。單次有氧運動干預(yù)能顯著降低甲基苯丙胺成癮者對毒品的主觀渴求度，且中等強度效果最佳[4]。從生理層面分析，毒品通過影響多巴胺分泌造成吸食者對毒品的異?？释醒踹\動則通過增加多巴胺濃度及多巴胺受體結(jié)合[5]，降低渴望程度；但尚未揭示當成癮者處于藥物渴求狀態(tài)時，大腦通過何種電生理機制改善成癮者的渴求。已有研究論證自我調(diào)控功能對藥物成癮者是否能成功戒斷毒品起著關(guān)鍵作用[6]，并發(fā)現(xiàn)單次有氧運動可同時有效改善甲基苯丙胺成癮者的主觀渴求和大腦額區(qū)抑制控制功能[7]，但該研究測試抑制控制功能的任務(wù)并不能直接誘發(fā)成癮者對毒品的渴求，且并未發(fā)現(xiàn)主觀渴求與大腦自我控制功能的相關(guān)性。單次有氧運動操作方便，但運動效益維持時間短，而長期有氧運動是大量單次運動的疊加，運動效益維持時間長，效果更加明顯。

臨床上，研究藥物渴求最常用的范式是線索暴露任務(wù)[8]。當成癮者暴露在毒品線索條件下時，會增加其對毒品的渴望，引發(fā)復(fù)吸。在毒品線索暴露誘發(fā)渴求的過程中，大腦功能主要包括自下而上的感知和自上而下的監(jiān)控兩條路徑，并通過多個腦區(qū)的活動變化產(chǎn)生渴望，其中大腦額區(qū)在藥物渴求中起主要作用[9]。額區(qū)與大腦認知功能密切相關(guān)，更是自我調(diào)控能力的關(guān)鍵腦區(qū)[10]。額區(qū)alpha 波段（8～13 Hz）腦電波代表大腦自發(fā)的覺醒意識，可對正在執(zhí)行的認知任務(wù)進行調(diào)節(jié)，并與注意調(diào)控及抑制功能相關(guān)[11-13]，通過對額區(qū)alpha 波能量的計算可了解大腦自我調(diào)控功能的變化。腦電波（electroencephalogram，EEG）技術(shù)可以通過電位變化精準記錄alpha 波能量，且安全無害，具有便攜易操作的特點，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用到對認知能力的測評當中。

鑒于上述，本研究采用線索暴露任務(wù)，通過EEG的方法，探究長期有氧運動對甲基苯丙胺成癮者藥物渴求的改善，并分析改善過程的腦功能機制。本研究假設(shè)：（1）長期有氧運動可以降低甲基苯丙胺成癮者對毒品的主觀渴求。（2）長期有氧運動可以提升毒品線索條件下甲基苯丙胺成癮者大腦額區(qū)alpha波能量，且alpha波能量與主觀渴求度存在相關(guān)關(guān)系。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

在浙江十里坪戒毒所進行被試招募，被試吸食毒品類型均為甲基苯丙胺，戒斷時長處于3～6 個月之間。且全部為男性，年齡在20～45之間，教育水平均在小學以上。被試基本信息見表1。所有被試健康狀況良好，無腦部損傷及精神類疾病，無色盲或色弱，視力或矯正后視力正常，且自愿參加本實驗，并簽署知情同意書。將招募到的甲基苯丙胺成癮者隨機分為對照組、中等強度運動組和高強度運動組3組。

表1 甲基苯丙胺成癮者基本信息

1.2 研究方法

1.2.1 干預(yù)方法

在室內(nèi)康復(fù)館開展運動干預(yù)。對中等強度運動組和高強度運動組進行為期12 周、每周3 次、每次40 分鐘的運動干預(yù)。運動干預(yù)方式主要為功率自行車運動，首先熱身5分鐘，而后有氧運動30分鐘，最后拉伸5分鐘，同時采用SUUNTO 心率帶對心率進行監(jiān)控。中等強度有氧運動的心率保持在最大心率的65%～70%，高強度有氧運動的心率維持在最大心率的80%～85%[最大心率=206.9-（0.67×年齡）[14]]。被試均可按照干預(yù)計劃完成運動，每次運動干預(yù)出勤率均在95%以上。對照組維持戒毒所正常生活的低身體活動量不變。

1.2.2 線索暴露任務(wù)測試

在12 周運動干預(yù)前后，分別進行線索暴露測試。在測試開始前，由主試向被試講解實驗任務(wù)，要求被試在接下來的5 分鐘時間里，集中注意力認真觀看桌子上的物品，但不能對其進行觸摸，并盡量保證頭部不要移動。在前半部分的2 分鐘30 秒時間內(nèi)，讓被試觀看生活中常見物品，主要包括紙杯、筆記本和膠帶（盡量保證中性物品數(shù)量及體積與毒品線索物品類似）。在后半部分的2分鐘30秒時間內(nèi)，由主試更換道具，讓被試觀看能夠充分誘發(fā)其對毒品渴望的物品，主要包括毒品仿真模型以及吸食冰毒的器具冰壺，并同步記錄前后兩部分腦電波。在觀看毒品線索物品后，主試采用視覺模擬評分法（visual analogue scale，VAS）（圖1）對被試進行主觀渴求度評分，最左端（0）表示對藥物完全沒有渴求，最右端（10）表示對藥物的渴求程度最強，從0到10表示對藥物的渴求程度逐漸增加。要求被試根據(jù)實際情況作答。

圖1 視覺模擬評分法

腦電波采集設(shè)備選用德國Brain Products 記錄系統(tǒng)，采樣頻率為1000 Hz，采用Ag/Agcl 電極，AFz 點作為接地電極，F(xiàn)Cz點作為參考電極。水平眼電（HEOG）和垂直眼電（VEOG）分別位于左側(cè)眼眶左側(cè)和右側(cè)眼眶下側(cè)1 cm 處。所有電極點與頭皮間的電阻均保持在5 kΩ以下。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

1.2.3.1 腦電數(shù)據(jù)處理

對干預(yù)前測和后測時，觀看中性線索和毒品線索的腦電波數(shù)據(jù)進行分析，每段數(shù)據(jù)時長為2分30秒，共有數(shù)據(jù)344 段。腦電波數(shù)據(jù)采用Brain Production Analyzer2.1軟件進行處理。預(yù)處理步驟主要包括：手動去除偽跡，進行重參考，選用全腦平均信號為新參考電位，并還原FCz 點電極。以低通100 Hz、高通0.1 Hz、斜度24 dB/oct 為標準進行帶通濾波，并去除50 Hz 市電，使用ICA的方法去除眼電。將EEG數(shù)據(jù)以1 s為單位進行分段，分段后通過快速傅立葉變換（fast Fourier transform，F(xiàn)FT）將其從時域信息轉(zhuǎn)為頻域信息，并進行疊加平均。根據(jù)前人文獻選擇額區(qū)Fz點為感興趣區(qū)[4，7，15]，計算alpha波（8～13 Hz）能量值。

1.2.3.2 統(tǒng)計分析

采用SPSS 22對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。對VAS得分進行組別3（對照組、中等強度運動組和高強度運動組）×測試時間2（前測和后測）的重復(fù)測量方差分析，然后進行事后分析并采用Bonferroni 方法進行矯正。對alpha波能量值進行組別3（對照組、中等強度運動組和高強度運動組）×測試時間2（前測和后測）×實驗條件2（毒品和中性）的重復(fù)測量方差分析，然后進行事后分析，并采用Bonferroni 方法進行矯正，并進一步對觀看毒品線索時的VAS 和alpha 波能量值進行皮爾遜相關(guān)分析。

2 結(jié)果

2.1 主觀渴求度

對VAS 得分進行組別3（對照組、中等強度運動組和高強度運動組）×測試時間2（前測和后測）的重復(fù)測量方差分析發(fā)現(xiàn)，前后測的主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，78）=15.560，P＜0.001，η2=0.166。進一步事后分析發(fā)現(xiàn)，對照組VAS 得分前后測無顯著差異；高強度運動組后測VAS 得分顯著低于前測，P=0.002；中等強度運動組后測VAS 得分顯著低于前測，P=0.004（圖2）。在前測和后測時，對照組、中等強度運動組和高強度運動組3組間的VAS得分均無顯著差異。

圖2 主觀渴求度得分

2.2 腦電alpha波能量值

對Fz點腦電alpha波能量值進行組別3（對照組、中等強度運動組和高強度運動組）×測試時間2（前測和后測）×實驗條件2（毒品和中性）的重復(fù)測量方差分析發(fā)現(xiàn)，測試時間主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，78）=8.949，P=0.004，η2=0.103。實驗條件主效應(yīng)顯著，F(xiàn)（1，78）=18.976，P＜0.001，η2=0.196。進一步事后分析發(fā)現(xiàn)，在前測時，對照組（P=0.027）、中等強度運動組（P=0.028）和高強度運動組（P=0.037）觀看毒品線索時alpha 波能量值均顯著低于觀察中性線索時alpha波能量值。在后測時，對照組觀看毒品線索時alpha 波能量值依舊顯著低于觀察中性線索（P=0.049），但中等強度運動組和高強度運動組觀看毒品線索和中性線索時alpha 波能量值無顯著差異（圖3）。

圖3 Fz點alpha波能量值

2.3 主觀渴求度與腦電alpha波能量值相關(guān)性

分別對全部被試前測時VAS得分與觀看毒品線索時Fz點alpha波能量值，后測時VAS得分與觀看毒品線索時Fz點alpha波能量值進行皮爾遜相關(guān)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)前測時VAS 得分與Fz 點alpha 波能量值呈顯著負相關(guān)，P＜0.001，r（81）=－0.868。同時，后測時VAS 得分也與Fz 點alpha 波能量值呈顯著負相關(guān)，P＜0.001，r（81）=－0.811（圖4）。

圖4 VAS與Fz點alpha波能量值相關(guān)性散點圖

3 討論

3.1 長期有氧運動降低甲基苯丙胺成癮者對毒品的渴求

渴求是影響毒品復(fù)吸的重要因素。藥物渴求是一種強大的動機和欲望，驅(qū)使成癮者不斷地尋求毒品，生活中的毒品相關(guān)線索均能誘發(fā)成癮者的渴求。本研究通過毒品線索暴露后的VAS得分評判成癮者的主觀渴求。線索暴露任務(wù)是目前研究毒品渴求使用最成熟的范式，根據(jù)調(diào)節(jié)理論[16]，在毒品成癮過程中，毒品產(chǎn)生的刺激與用藥環(huán)境已經(jīng)形成聯(lián)結(jié)，當毒品相關(guān)線索出現(xiàn)時，通過這種聯(lián)結(jié)誘發(fā)成癮者強烈的渴求[17]。且有研究論證VAS可有效評估其主觀渴求[18-19]。

本研究結(jié)果表明，長期有氧運動降低甲基苯丙胺成癮者的主觀渴求，與已有研究結(jié)果一致。已有研究發(fā)現(xiàn)，單次有氧運動后藥物成癮者主觀渴求明顯降低[20]，長期有氧運動也可以通過加強多巴胺的結(jié)合能力來降低成癮者使用甲基苯丙胺的渴望[5]。運動與毒品渴望擁有相似的神經(jīng)通路，二者具有此消彼長的關(guān)系[21-22]。長期有氧運動后，大腦活性物質(zhì)與毒品環(huán)境的聯(lián)結(jié)被擾亂，藥物成癮者的主觀渴求降低。

3.2 長期有氧運動提升毒品線索暴露條件下的alpha波能量值

有氧運動通過何種電生理機制改善成癮者的渴求問題一直有待探索。本研究通過線索暴露任務(wù)成功誘發(fā)成癮者對毒品的渴求，同時記錄大腦額區(qū)alpha波能量和VAS得分，發(fā)現(xiàn)二者呈顯著負相關(guān)，即在毒品渴求狀態(tài)下，alpha 波能量變化與渴求的變化相關(guān)，大腦額區(qū)alpha波能量值越高，VAS評分越低。

額區(qū)alpha波活動與大腦認知功能密切相關(guān)，且alpha波能量與大腦自我調(diào)控功能具有同步變化[10-11]。自我調(diào)控功能是指調(diào)節(jié)不適當行為或與任務(wù)無關(guān)的信息的適應(yīng)能力[23]。已有研究表明，有氧運動可以改善自我控制功能，且以甲基苯胺成癮者為目標人群的研究也發(fā)現(xiàn)，身體活動量較高的成癮者大腦抑制控制功能更強[24]。有氧運動后alpha波能量增加可理解為運動后的一種放松狀態(tài)，焦慮狀態(tài)減少，自我控制能力提升。且高的alpha波能量可以有效抑制對環(huán)境的關(guān)注，同時分散對不適當感知信息的關(guān)注[25-26]。經(jīng)長期有氧運動后，成癮者面對藥物相關(guān)線索時會試圖調(diào)節(jié)渴望，控制渴求毒品的沖動，對藥物相關(guān)環(huán)境線索進行認知重評。

3.3 中、高強度長期有氧運動對調(diào)控甲基苯丙胺成癮者毒品渴求的影響分析

在本研究中，中等強度和高強度長期有氧運動對毒品線索暴露條件下的主觀渴求度及alpha 波能量值的影響無顯著差異。目前已有大量學者投入到運動戒毒的研究當中，研究已不僅僅局限于運動帶來的效益，開始試圖探索不同運動方式及強度帶來的效果差異。本研究選用的功率自行車是有氧運動的典型代表，且方便取材，容易控制運動強度。以往單次有氧運動干預(yù)研究發(fā)現(xiàn)，有氧運動對成癮者自我控制功能的改善符合“倒U”模型，即中等強度和高強度有氧運動對自我控制功能均有改善，但中等強度效果更加顯著[4]。而長期有氧運動可以反映出個體持久性的結(jié)構(gòu)性改變，一些腦功能在運動幾周之后才會發(fā)生變化，且可維持一段時間。對改善甲基苯丙胺成癮者毒品渴求而言，經(jīng)長期有氧運動后，單次有氧運動中的強度差異消失。

4 結(jié)論

4.1 中等強度和高強度長期有氧運動均能有效降低甲基苯丙胺成癮者對毒品的主觀渴求。

4.2 中等強度和高強度長期有氧運動均可以通過對毒品線索暴露條件下alpha波的增強，提升成癮者在渴求狀態(tài)下的自我調(diào)控功能。