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生活滿意度的神經機制:來自磁共振成像的證據

2022-07-27 07:09何敏潘南方劉艷張勛王淞龔啟勇
磁共振成像 2022年5期
關鍵詞:腦區皮層神經

何敏,潘南方,劉艷,張勛,王淞*,龔啟勇

生活滿意度(life satisfaction)是指個體對生活狀況整體滿意程度的認知評價[1],它對個體的身心健康和社會發展都有著重要意義。首先,低生活滿意度會導致個體產生一系列的心理健康問題,如重度抑郁、焦慮、物質依賴等[2]。其次,高生活滿意度被認為是一種身體健康的保護因素[3]。高生活滿意度人群會有更健康的行為模式[4-5],心血管疾病、糖尿病等生理疾病的患病率更低[6-7]。同時,人群的高生活滿意度也可以反映出社會較高的經濟、政治發展水平和較安全的社會環境[8-10]。

鑒于生活滿意度對個體身心健康的重要作用,近年來隨著神經影像技術的發展,特別是MRI技術的逐漸成熟,越來越多的研究開始關注生活滿意度的神經基礎[11-13]。揭示生活滿意度的神經基礎具有重要的理論和實踐意義。首先,大腦是個體認知活動和情緒體驗的生理基礎,并具有較強的可塑性,任何心理和行為的變化都會受到大腦的調控[14],生活滿意度這一心理結構也不例外,要全面了解生活滿意度的概念本質及其個體差異存在的原因,其中最重要的任務之一就是要深入認知生活滿意度和大腦之間的關聯模式。其次,生活滿意度和大腦聯系的實證研究不僅能拓寬認知神經科學的研究前沿,還能促進積極神經科學、人格神經科學和精神影像學等新興交叉學科的發展。此外,對生活滿意度神經基礎的研究有助于定位穩定相關的神經標志物,從而為開展行為干預和腦刺激研究提供神經科學的依據。最后,基于生活滿意度與精神疾病的密切聯系,生活滿意度的神經機制對于個體的心理健康有重要意義,能為精神疾病的發病、診斷和治療提供來自積極認知神經科學的理論和實證證據,更有助于人們更為全面、深刻地認識心理健康。

因此,部分學者很早就關注了對生活滿意度神經基礎的研究[13],但可能由于早期成像技術的局限性,這一領域并未受到廣泛的重視。直到近年來,MRI 技術已成為精神影像學的重要研究工具,對生活滿意度神經基礎的研究才取得較大的進展。然而,這些MRI研究間仍存在一定的異質性。首先,不同研究所采用的磁共振成像方法不同,不同成像方法的原理、分析方法和結果指標也不同。其次,生活滿意度的測量也存在多種方法,如生活滿意度量表(Satisfaction with Life Scale,SWLS)[15]和一般生活滿意度量表(Life Satisfaction Scale,LSS)[16]等。最后,以往不同研究的研究對象不同,樣本量、樣本的性別比和年齡等樣本特征也存在一定的差異。因此,目前對生活滿意度神經基礎的磁共振研究尚未有較為一致的結論,可通過對現存的關于生活滿意度的MRI研究進行系統評價,從多模態MRI 的視角,分析生活滿意度與大腦結構及功能的關聯模式。

1 資料和方法

本研究嚴格遵循了系統評價和薈萃分析優先報告項目(PRISMA)聲明的系統評價流程,具備科學的檢索策略、明確的納入和排除標準以及結果特征提取和報告[17]。

1.1 檢索策略

使用計算機對Pubmed、Web of Science、PyscInfo、維普中文期刊服務平臺、中國期刊全文數據庫和萬方數據庫進行檢索,檢索時限為2021年9月以前所有文獻。利用主題詞或關鍵詞組合的檢索方法,生活滿意度的檢索詞包括:“生活滿意度”“認知幸福感”“satisfaction with life”“life satisfaction”“cognitive well-being”,磁共振成像技術相關檢索詞包括:“磁共振成像”“神經成像”“神經影像學”“大腦結構”“大腦功能”“磁共振彌散張量成像”“mri”“magnetic resonance imaging”“neuroimaging”“brain function”“brain structure”“functional magnetic resonance imaging”“structural magnetic resonance imaging”“resting-state functional magnetic resonance imaging”“fmri”“rs-fmri”“smri”“diffusion tensor imaging”“dti”。同時,結合手動檢索,盡可能全面檢索有關的文獻。

1.2 文獻納入和排除標準

納入的文獻必須滿足如下標準:(1)研究對象:健康人群,未曾患有神經、精神疾病且大腦無器質性損傷;(2)行為測量:至少使用SWLS 和LSS 其中一種測量生活滿意度的工具,二者的測量內容高度相關(r=0.83)[16];(3)成像方法:至少使用一種MRI技術,如結構MRI (structural MRI,sMRI) [包括三維T1 加權成像(three-dimensional T1 weighted imaging, 3D-T1WI)和彌散張量成像(diffusion tensor imaging,DTI)]、靜息態功能MRI (resting-state functional MRI,rs-fMRI)和任務態功能MRI (task-based functional MRI,tb-fMRI);(4)研究結果:須報告與生活滿意度直接相關的大腦結構及功能的結果,包括MRI 圖像分析的結果指標[如低頻振幅比值(fractional amplitude of low frequency fluctuations,fALLF)、局部一致性(regional homogeneity,ReHo)、灰質體積(gray matter volume,GMV)、白質體積(white matter volume,WMV)、皮層厚度(cortical thickness,CT)和局部大腦激活(regional brain activation,RBA)等]、相關腦區的標準空間坐標和行為與大腦表征的統計分析結果。

排除如下類型的文獻:(1)綜述類研究;(2)會議摘要;(3)非英文及非中文的研究;(4)經各種途徑均無法獲取全文的文獻;(5)重復發表的文獻。

1.3 文獻篩選及數據提取

由第一作者對檢索到的文獻標題、摘要和關鍵詞按納入及排除標準進行初篩;如果一項研究符合標準或其相關性不能確定,則獲得全文,再通過閱讀全文進行復篩;如果仍不確定,由通信作者進行仲裁。最后,由第二作者獨立提取所得文獻的數據信息,提取的數據信息包括:作者、發表年份、樣本量、樣本年齡和性別、成像模態、分析方法和指標、生活滿意度測量工具等,交由第一作者核對。第二作者利用獲取的結構或功能團簇峰值的標準空間坐標,分別繪制生活滿意度相關的結構及功能腦區示意圖。

2 結果

2.1 文獻檢索結果

文獻檢索及篩選過程如圖1 所示。首次檢索共收集198 篇文獻,按文獻納入和排除標準依次剔除后,最終納入15 篇有關生活滿意度的MRI 研究。納入的15 篇文獻均為英文文獻,共包括sMRI 研究6 篇(3D-T1WI 5篇,DTI 1篇)、rs-fMRI研究3篇、tb-fMRI研究6 篇。各研究包含的研究對象平均年齡跨度為18~79.5歲。樣本量最少為26例,最多為1031例,大部分研究的性別比例較均衡,僅有一項研究女性占比26%。相關文獻的具體特征如表1所示。

表1 納入文獻的基本情況Tab.1 Summary of basic information for included literature

圖1 文獻篩選流程圖。Fig.1 Flow diagram of included studies.

2.2 生活滿意度和大腦結構的關系

如圖2所示,生活滿意度主要與前額葉皮層和邊緣系統相關腦區的結構變異有關,同時頂葉和部分其他腦區的結構也具有一定的作用。

2.2.1 額葉

共4篇sMRI文獻發現了生活滿意度與大腦額葉結構的聯系。Kong等的兩項研究利用VBM技術進行了感興趣區(region of interest,ROI)和全腦分析,均發現生活滿意度與左半球腹內側前額葉(ventromedial prefrontal cortex,VMPFC) 的灰質體積呈負相關[12,18],并且左側VMPFC 的白質體積與生活滿意度也呈負相關[18]。另一項VBM研究的ROI分析進一步發現了生活滿意度與輔助運動區的灰質體積呈正相關[19]。通過SBM技術進行全腦水平分析發現,高生活滿意度個體的左側額上回(superior frontal gyrus,SFG)及雙側額中回(middle frontal gyrus,MFG)的皮層厚度更低[20]。

2.2.2 邊緣系統

共有2 篇sMRI 文獻發現了生活滿意度與大腦邊緣系統的聯系,均為利用VBM 技術進行的ROI 水平分析。其中一項研究發現生活滿意度與右側海馬旁回(parahippocampal gyrus,PHG)的灰質體積呈正相關[12]。另一項針對皮層下結構的研究,發現生活滿意度與雙側海馬體體積表現為非線性關系,即與中等及較大的海馬體積相比,生活滿意度的降低主要與較小的海馬體積相關[21]。

2.2.3 頂葉和其他區域

僅1 篇sMRI 文獻發現了生活滿意度與大腦頂葉結構的聯系。Kong 等[12]的VBM 研究通過ROI 和全腦水平分析均發現,個體左側楔前葉的灰質體積與生活滿意度水平呈負相關關系。其余腦區中,一項DTI研究利用神經突方向離散度與密度成像方法對前額島葉的灰質微觀結構進行建模并驗證分析,發現雙側前額島葉皮質的方向分散指數(描述神經突觸方向的離散程度)越低,部分各向異性(描述神經纖維的完整性、致密性和平行性)越高,個體的生活滿意度水平會更高[22]。

2.3 生活滿意度與大腦功能的關系

如圖3所示,生活滿意度與大腦功能具有較為廣泛的聯系,主要集中于前額葉,在顳葉、頂葉、枕葉和皮層下結構的部分腦區中也有相應發現。

2.3.1 額葉

共3篇rs-fMRI研究發現了生活滿意度和大腦額葉功能的聯系。Kong等[23]通過全腦關聯分析發現,生活滿意度與雙側SFG 及右側眶額葉(orbitofrontal cortex,OFC)的fALFF值呈負相關。另外,在ROI水平還進一步發現,左側OFC的fALFF值與生活滿意度表現為負向關系[24],并且右背側前扣帶回(dorsal anterior cingulate cortex,dACC)的ReHo 值更高,個體的生活滿意度更低[25]。

共4項tb-fMRI研究均在ROI水平下發現了大腦額葉激活程度和生活滿意度的聯系。在情感標記任務(被試通過觀看不同人臉表情及性別的圖片并選擇自認為相應的情感詞匯進行匹配)中,右側額下回三角部的神經活動可以正向預測三個月表達性寫作后的生活滿意度的變化程度[26]。通過“面孔-詞價”任務(face-word relevance rating task;被試評估自我及不同他人的照片和不同詞性的匹配程度)模擬自我參照加工過程時,生活滿意度水平與右側背外側前額葉(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)和雙側背內側前額葉(dorsolmedial prefrontal cortex,DMPFC)的大腦激活程度呈負相關[27]。此外,“反省實際/理想自我差異”任務(要求被試評價現實自我和其渴望的理想自我之間的差距)的研究發現,DMPFC和DLPFC兩個腦區的激活水平可以負向預測生活滿意度的高低[28]。一項針對老年人的情緒處理激活任務的研究要求被試對代表不同情緒的圖片進行評估,發現只有在處理積極情感圖片時,高生活滿意度人群的左側OFC和雙側VMPFC的大腦活動程度更低[29]。

2.3.2 顳葉和頂葉

Kong等[23]的rs-fMRI研究在全腦水平的分析中發現生活滿意度高的個體,大腦雙側后顳上回(posterior superior temporal gyrus,pSTG)、左側顳平面(planum temporale,PT)、左側中央后回(postcentral gyrus,PCG)和右側后中扣帶回(posterior mid-cingulate cortex,PMCC)的fALFF值更高,左側顳下回(inferior temporal gyrus,ITG)的fALFF值更低。另外,Kim等[27]的fMRI研究發現在“面孔-詞價”任務下,個體的生活滿意度水平和右側角回的激活程度呈正相關。然而,一項針對內側顳葉系統(medial-temporal lobe system,MTLS;包括脾后皮質、海馬旁回和腹側頂下小葉等區域)內部功能鏈接的fMRI研究,未發現任何MTLS內的各個子區域的神經活動和生活滿意度的聯系[30]。

2.3.3 枕葉和皮層下腦區

Kong 等[23]的rs-fMRI 研究經全腦關聯分析還發現,生活滿意度和右側舌回及丘腦的fALFF值均呈正相關。在“反省實際/理想自我差異”任務中,個體的生活滿意度越高,腹外側紋狀體的激活程度越低[28]。被動瀏覽任務(3 種條件:黑白棋盤、無意義單詞、人臉/建筑圖片)的tb-fMRI研究發現,個體的生活滿意度越高,紅核和背內側丘腦的功能全局效率越高,表示這兩個區域的遠距離腦通訊能力更強。在“面孔-詞價”任務下,個體的生活滿意度水平與小腦的激活程度也具有一定的正向關系[31]。

3 討論

通過上述結果,我們可以發現生活滿意度與大腦結構的聯系主要集中于前額葉,與邊緣系統和頂葉的部分腦區也存在一定的聯系。同時,生活滿意度與大腦功能也存在較為廣泛的聯系,在大腦額葉、頂葉、顳葉、枕葉和皮層下等區域均有相關發現,并同樣集中于前額葉腦區。以上結果中報告最多的腦區為內側前額葉區(medial prefrontal cortex,MPFC)。MPFC 是默認網絡和執行控制網絡的重要組成部分[32-33],參與了情緒調節和社會決策等高級認知加工[34-35]。研究表明,情緒智力高的個體生活滿意度水平更高[36-37],不同的決策風格也會影響個體生活滿意度的水平[38-39]。如果MPFC 的功能受到損傷,可能使個體的情緒處理及決策判斷能力下降,導致個體在生活中感受到更多的消極體驗,甚至患抑郁癥、精神分裂癥、社交焦慮等精神疾病[40-42]。因此,MPFC 的灰質體積較小、神經活動程度較低的個體,可能會更善于有效地處理不同情緒和社會決策,感受到的消極體驗更少,個體對生活滿意程度的評價更高。另一個與生活滿意度關聯密切的前額葉腦區是OFC。OFC是機體感覺信息整合的重要區域,可以通過重構情景評估并編碼不同的情緒體驗進行情緒調節,并參與獎賞、決策及期望過程。因此,OFC 與個體的快樂體驗具有重要聯系[43],而積極的情緒體驗有助于建立良好的心理韌性,進一步提高生活滿意度水平[44]。

顳葉部分與生活滿意度具有顯著關聯的腦區包括pSTG、ITG 和PT。其中,pSTG 負責對各種聲音信號進行加工,是個體進行多種社會知覺及交互活動的基礎[45-46];ITG參與了部分人臉、詞匯等視覺信息的編碼[47];PT主要負責語言和其他語音信息的處理[48]。因此,pSTG、ITG 和PT 等區域的神經活動水平可以反映個體接收并處理各種社會信息的能力。如果個體對繁雜的社會信息整合加工的能力更高,那么對不同環境的適應力也可能更好,相應的生活滿意度水平也可能會更高。

頂葉部分與生活滿意度相關的腦區為楔前葉和中央后回。楔前葉作為默認網絡的重要結構[32],可以整合軀體內部和外界環境的多種信息,同時它也被證實在大腦中具有最高的糖皮質代謝水平,對人類主觀意識具有重要意義[49]。楔前葉參與多種自我相關的心理加工,包括自我參照加工、自我意識和自主感等[50-52],進而關系著個體對外界環境的主觀體驗以及自我評價的好壞。研究表明,私人和公眾自我意識較低的個體,生活滿意度水平較高[53]。因此,我們可以推測楔前葉灰質體積較小的個體,生活中無論是私下或是社交活動中對自我的思考都比較少,可能較多地關注對外界環境的主觀體驗,能更積極地投入生活中的各種活動,從而產生較高的生活滿意度。中央后回屬于初級軀體感覺皮層,負責對觸覺、溫覺、本體感覺和疼痛等內、外感知覺信息的處理[54-55]。因此,通過中央后回對感知覺信息的處理和反饋,個體不僅可以為適應環境變化做出相應的生理調節,也可以做出相應的行為和心理狀態調整。當這種反饋-調節過程較靈敏時,個體能更好地適應環境變化,產生更高的生活滿意度。

邊緣系統中,個體的生活滿意度和海馬及海馬旁回的體積也具有較為密切的聯系。研究表明,海馬旁回作為海馬體的主要皮質通路,和海馬體共同參與了不同記憶(如:情景、語義和再認記憶等)的編碼及提取[56],并在壓力的感知及調節過程中起重要作用[57]。病理上,海馬區功能受損的人群容易患抑郁癥及創傷后應激障礙等精神疾病[58-59]。因此,我們可以推斷海馬體和海馬旁回的體積越大,個體對各種積極和消極事件的記憶處理能力越強,能更好地調節消極甚至創傷性事件產生的壓力,從而產生高水平的生活滿意度。

在其他皮層下結構中,丘腦及紋狀體和生活滿意度也存在顯著關聯。丘腦是大腦信息傳輸過程中的一個“交通樞紐”,能聚合來自不同皮層區域的信息并投射到相應的、不同的皮層區域,保證不同皮層功能的協調活動,有利于構建任務相關的功能網絡[60]。因此,丘腦的皮層內及跨皮層功能的維持及轉化能力越強,大腦對感知覺等各種信息的傳輸效率就越高,大腦各皮層的信息交流也越高效,與生活滿意度相關腦區的功能活動也更加協調。這些腦區可能經丘腦共同參與個體的認知、情緒和記憶等功能活動,影響其主觀體驗和社會行為,從而關系著個體的生活滿意度水平。紋狀體是皮層下調節運動反應抑制和執行的關鍵結構[61],同時也參與了情緒和獎賞信息的整合[62]。研究表明,紋狀體激活程度的降低和精神障礙初期個體的快感缺乏有關[63],可以預測重度抑郁癥的發展[64]。因此,紋狀體神經功能的活躍程度和生活滿意度水平的正相關可能表明,紋狀體對情緒和獎賞信息的整合能力更強,能提升個體感受快樂的能力,使個體消極體驗更少,而生活滿意度水平更高。

總之,顳葉(主要為pSTG、ITG 和PT)和頂葉(主要為中央后回)的部分腦區可以通過對環境和軀體的各種感知覺信息的編碼和處理,而前額葉可以通過整合多種信息并完成高級的認知和情緒加工,并結合楔前葉的主觀意識加工過程、紋狀體對情緒信息的處理和海馬體的記憶及壓力調節功能,從認知、情緒和記憶功能等方面影響了個體的社會行為和主觀體驗。此外,丘腦的信息轉運功能可能協調以上腦區功能的活動,從而共同對個體的生活滿意度水平有著重要作用。

然而,本研究仍存在一定的局限性,未來還需針對目前存在的問題不斷完善。首先,目前可納入的文獻較少,可能存在發表偏倚?;谠擃I域內的已有研究不多,且本研究也可能存在納入文獻不全面的問題,雖然我們已盡可能最大范圍地收集文獻,但仍可能存在未發表的研究且無法獲取。其次,本研究局限于定性的系統評價,較難通過定量的元分析對生活滿意度的神經基礎得出肯定的結論。由于不同研究間磁共振成像方法、生活滿意度的測量方法、圖像數據處理等方面存在較多差異,單一模態下的文獻數量非常少,目前較難進行定量的元分析。因此,未來應嘗試在現研究的基礎上進行同模態的研究,以便于通過元分析減少研究的異質性,獲得較全面、準確的結論。再次,本研究納入文獻的各樣本年齡跨度較大,研究結果無法排除年齡因素的影響。各研究包含的研究對象平均年齡跨度為18~79.5歲,隨著年齡的增長大腦結構及功能會逐漸老化,生活滿意度的神經基礎也可能隨之變化。如果未來有更多關于生活滿意度的單一模態磁共振成像研究可進行定量的元分析,進一步分析年齡因素的影響。此外,本研究局限于關注生活滿意度和各個腦區的結構及功能之間的關系,而較難分析關于腦網絡的聯系?;谀壳爸苯訄蟾婢植磕X網絡和生活滿意度的聯系的研究很少,納入的文獻中僅兩項研究分別分析了內側顳葉網絡和丘腦全局效率與生活滿意度的關系[30-31],結果較局限,所以難以對相關網絡特征進行系統的探討。但基于生活滿意度與大腦廣泛的關聯模式,可以推測大腦結構及功能可能以腦網絡的模式調節個體生活滿意度的水平。最后,本研究局限于關注主觀且整體性的生活滿意度測量。實際上,生活滿意度擁有不同的子維度,并存在多維度的測量工具[65],未來的研究應進一步關注不同維度及客觀的生活滿意度測量工具。

綜上所述,本文通過對15 篇關于生活滿意度的神經磁共振成像研究進行系統評價,發現前額葉的結構及功能對生活滿意度具有重要意義,并可能經丘腦與邊緣系統、顳葉、頂葉、枕葉和皮層下部分相關腦區協調活動,通過共同參與個體的認知、情緒和記憶等功能關系其社會行為和主觀體驗,從而與個體的生活滿意度具有密切的聯系。

作者利益沖突聲明:全體作者均聲明無利益沖突。

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