返回抑制及其在精神分裂癥中的研究

李 巖劉登堂徐一峰

返回抑制及其在精神分裂癥中的研究

李 巖1劉登堂2徐一峰2

人類視覺環(huán)境中的信息遠遠超過人腦處理能力，這就需要大腦提高搜索效率。返回抑制是在進化過程中形成的能力，在已經(jīng)搜索過的位置上再出現(xiàn)目標時，人們的反應會減慢。從而忽略不重要的信息，對重要的信息更快地反應。這種現(xiàn)象一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即成為認知科學研究的熱點。而近20年來精神分裂癥認知癥狀越來越引起臨床醫(yī)師的重視，返回抑制是認知功能中注意方面的重要抑制成分，能夠量化檢查，而且方法簡便可行［1］。研究精神分裂癥返回抑制現(xiàn)象與正常人的差異，是精神分裂癥認知癥狀方面的重要發(fā)現(xiàn)。

1 返回抑制相關(guān)的概念

①線索化：注意研究中經(jīng)常采用的一種方法。在靶目標出現(xiàn)之前，對空間某一位置先進行提示，稱為線索化該位置。線索有兩類，一種是無意義的，比如只是使該位置變亮一下，這種線索能自動捕捉到受試者的注意(外源性注意）。另一種是提供信息的，比如是一個箭頭，其方向指向靶目標很可能出現(xiàn)的位置，這使受試者會對靶可能出現(xiàn)的位置，形成一種預期而去注意(內(nèi)源性注意）。②SOA(stimulus onset asynchrony）：線索開始呈現(xiàn)到靶開始呈現(xiàn)的時間間隔，是研究時所用的條件。③RT(response time反應時）：靶開始呈現(xiàn)到受試者開始反應的時間間隔，是研究中要收集的數(shù)據(jù)。④返回抑制(inhibition of return，IOR）：1984年美國Posner小組在注意定向研究中發(fā)現(xiàn)，對空間某一位置線索化后，不僅立即出現(xiàn)易化效應(被試對其后在線索化位置出現(xiàn)的靶子反應快和/或準確）；而且易化效應很快消失，SOA≥300ms后，出現(xiàn)抑制效應(被試反而對這個位置的反應慢和/或不準確）。這種抑制效應稱為返回抑制。⑤返回抑制的意義。當我們處在一片叢林中，會對已掃視過的位置反應慢，對跟掃視過的一棵樹特征一樣的其他樹反應慢；而新的位置或新的物體出現(xiàn)時就會引起我們的注意，從而及時覺察危險。抑制注意返回到已搜索過的位置或物體，就是返回抑制。Posner［2］的實驗程序非常實用而且簡單，可以用在正常被試和不同疾病人群，甚至動物中。所以返回抑制現(xiàn)象自發(fā)現(xiàn)以來25年，引起廣泛研究，對認知科學影響巨大。Posner最初的論文在SCI中被引用達1 075次。

2 返回抑制的特性

①時間分布。返回抑制持續(xù)時間相對較長，一些研究中顯示SOA超過3秒仍有返回抑制效應存在。增加任務難度或進行Stroop干擾時，返回抑制出現(xiàn)時間延遲，即在SOA較長時才出現(xiàn)返回抑制效應［3］。②空間分布。在最初線索位置周圍返回抑制有大小變化梯度，距離線索位置越近返回抑制值越大。返回抑制的容量比較小，一般最多只能抑制4個或5個位置［4］。③類型。包括對位置的返回抑制和對客體的返回抑制?；谖恢玫姆祷匾种萍辞笆鰧υ谀骋豢臻g位置線索化后，對再出現(xiàn)在該位置的靶子反應減慢?；诳腕w的返回抑制是指對某一客體線索化后，即使客體運動到其他位置，仍能觀測到對該客體反應上的抑制。④實驗模式。a.線索-靶子模式：非常普遍。根據(jù)線索類型分為單線索、雙線索、多線索、同時多線索、on-off線索；根據(jù)任務類型分為覺察任務和辨別任務；根據(jù)靶子類型分為靜態(tài)和動態(tài)模式；b.靶子-靶子模式。目前主要集中在辨別任務及跨通道的研究中。

3 返回抑制機制

盡管返回抑制是在研究注意定向時發(fā)現(xiàn)的，但它與注意定向的關(guān)系一直存在爭論。人腦對一個刺激從覺察到反應，經(jīng)過感官接受刺激信息-注意系統(tǒng)選擇加工傳入-相應系統(tǒng)對刺激反應的過程。針對返回抑制到底抑制了認知加工的哪一個過程，有以下五種學說。①反應抑制學說。認為IOR與注意無關(guān)，是線索化位置上的反應被抑制。注意一般影響對刺激的相對早期的感知加工，而IOR則與后期的反應階段聯(lián)系。IOR影響已被激活的刺激表征到反應。②注意抑制學說。IOR不是線索化位置上的知覺加工被抑制，而是注意被抑制，因為注意重新定向，減慢了對隨后出現(xiàn)在那里的靶子的覺察。③感知抑制學說。有趣的是，爭論了20余年后，新的電生理和影像學研究證據(jù)更支持最初對這個現(xiàn)象的推斷。IOR的機制與早期感覺通路有關(guān)，對靶刺激的易化和抑制效應都是外周線索化引起的，IOR被位置和客體參照編碼，甚至觸覺和聽覺編碼。④最后一個學說則很有特色-注意動量學說。認為線索化和非線索化位置都受注意的影響，IOR是因為對離開注意路徑的位置上靶子的反應，要慢于對沿著注意路徑的位置上靶子的反應。它不是一種抑制，而是注意方向的重新確定［5］。上述學說各有論據(jù)，對返回抑制機制的研究在爭論中不斷發(fā)展。

傳統(tǒng)的研究和爭論多以行為學結(jié)果作為證據(jù)，近年來對返回抑制的研究主要是在電生理和神經(jīng)結(jié)構(gòu)水平進行，通過事件相關(guān)電位(ERP）和功能磁共振(fMRI）提供更直接的證據(jù)。McDonald等［6］記錄了返回抑制的ERP，SOA為500～700ms時，有效線索最早表現(xiàn)為潛伏期120-200ms晚成分加工負波。SOA為900～1100ms時，有效線索最早是P1成分，波幅小，但不影響N1和P2。Chica和Lupianez［7］側(cè)重觀察了返回抑制的ERP中的P1成分(反映早期感知加工）和P3成分(反映晚期加工），發(fā)現(xiàn)有效線索使P1、P3波幅降低(提示存在神經(jīng)元活動的抑制）；且在易化效應時即有P1的降低(提示易化效應和抑制效應都是由線索引起的，支持IOR的感知抑制）。

4 返回抑制在精神分裂癥中的研究

IOR作為研究注意和空間認知的工具，在認知科學中廣泛應用。如在新生兒中研究注意定向機制的發(fā)育；在老年人中研究其衰退；在精神疾病或額葉損傷病人中研究其所涉及的腦區(qū)［8，9］。

返回抑制效應在精神分裂癥人群中的表現(xiàn)與患者類型和檢測所使用的程序模式密切相關(guān)。返回抑制自發(fā)現(xiàn)以來，國內(nèi)外學者在精神分裂癥患者中進行的返回抑制研究及其結(jié)果見表1［10-19］。

表1 國內(nèi)外對精神分裂癥返回抑制特性的研究

如表1所示，IOR在精神分裂癥病人中的研究結(jié)果有以下特點。①相對一致的證據(jù)有4個研究，分別為Posner&Cohen(1988）、Carter(1994）、Maruff(1995）、Wigal (1997），證實精神分裂癥病人的IOR存在視野不平衡性，即右視野返回抑制下降、左視野返回抑制上升。②不一致的證據(jù)中，均列出了其程序模式和病人類型的主要不同。a.程序模式對結(jié)果的影響。支持精神分裂癥病人IOR時程和大小正常的研究有Fuentes(1999）(其通過與語義啟動等模式結(jié)合，仍支持精神分裂癥存在IOR缺陷）；支持精神分裂癥病人IOR延遲出現(xiàn)的研究有Larrison(2002），劉登堂、徐一峰(2008）；支持精神分裂癥病人不出現(xiàn)IOR，即無返回抑制能力的研究有Huey(1994），Gouzoulis(2004、2006、2007）。由表中可見，在IOR正常和延遲出現(xiàn)的研究中，均應用了中心線索化(即線索返回模式，使被試注意回到中心注視點）；在不出現(xiàn)IOR的研究中，均沒有使用中心線索化。b.病人類型中用藥與不用藥對結(jié)果的影響。僅4個研究在未用藥病人中進行，Carter(1994），Gouzoulis(2007），Sapir(2007），劉登堂、徐一峰(2008），但結(jié)果并不一致，有IOR正常也有不出現(xiàn)。在用藥還是未用藥病人中檢測，至少目前的研究未發(fā)現(xiàn)與IOR結(jié)果直接相關(guān)。c.Sapir在2001年檢測了中心線索化對結(jié)果的影響，認為中心線索化可以加快IOR，精神分裂癥病人的IOR缺陷較輕，容易被這種模式恢復。Sapir在2007年檢測了藥物對結(jié)果的影響，認為藥物對IOR的視野不平衡現(xiàn)象有影響，但對IOR的出現(xiàn)與否無明顯影響。

正如精神分裂癥在其他領(lǐng)域的研究一樣，其在IOR方面的研究結(jié)果也如此矛盾。目前的研究集中在病人是否用藥和有無中心再定向模式，對精神分裂癥病人IOR的影響。將來的研究還需要注意這個疾病的異質(zhì)性是其有關(guān)研究不一致的重要原因；適當增加樣本量；另外各研究應用的程序參數(shù)對結(jié)果的影響，如線索時長、SOA時長、靶刺激時長等。同時，目前已可以應用事件相關(guān)腦電位和功能磁共振等電生理和影像學研究，為精神分裂癥病人的返回抑制現(xiàn)象提供更直接的證據(jù)。

已有大量的研究證明，精神分裂癥的認知功能損害與額葉功能障礙有關(guān)，是一個獨立的原發(fā)核心癥狀，不是疾病的后果而是疾病的基礎病理生理過程。它普遍存在，90%的精神分裂癥患者有至少1個認知維度缺陷，75%的患者有至少2個認知維度缺陷，而且發(fā)病前就已經(jīng)出現(xiàn)，甚至在未發(fā)病一級親屬中也有輕度癥狀，緩解期仍然持續(xù)，比陽性和陰性癥狀更影響其預后結(jié)局［20］。而對認知癥狀中比如注意力缺陷的確定，臨床的客觀依據(jù)極為有限。返回抑制是認知功能的重要且可量化檢查的成分，研究精神分裂癥的返回抑制現(xiàn)象與正常人的差異，對其認知功能缺陷的判定有重大意義。盡管目前還處于現(xiàn)象學階段，但隨著認知神經(jīng)科學的發(fā)展，研究方法進入電生理和神經(jīng)定位水平，人們對機制的探索會更加深入。

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2009-09-28）

(本文編輯：武春艷）

1.復旦大學附屬華山醫(yī)院 200040；2.上海交通大學醫(yī)學院附屬精神衛(wèi)生中心 200030。通信作者：徐一峰，電子信箱hyyyyb @gmail.com