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恐惧应激影响大脑认知功能的功能磁共振成像研究

王一托  
【摘要】:应激是机体与环境交互作用的结果,是刺激事件打破机体内稳态、超出机体调控所引起的综合性反应。军事飞行作业环境中具有高危险性、高复杂性和高不确定性的特点,导致飞行员经常处于高强度的心理、生理应激状态。在新军事变革时代,如何使飞行员在面对各种突发险情时保持正常的认知能力,成为各国军事心理学研究的重要方向。本论文来源于军队“十二五”、“十三五”重大专项课题资助,通过构建实验室条件下的恐惧应激模型,深入揭示恐惧应激影响大脑高级认知功能的神经机制,为提高军事飞行人员的选拔和训练水平提供理论依据。研究方法本研究共招募35名健康男性被试,采用自身对照设计,构建实验室条件下的恐惧应激诱发模型。以功能磁共振成像为主要技术手段,结合局部一致性、种子点分析、一般线性模型、心理-生理交互作用和多元回归等多种分析方法研究了恐惧应激对静息态大脑自发功能活动、杏仁核情绪功能网络、工作记忆以及风险决策相关神经活动的影响模式。研究结果1、恐惧应激对大脑自发功能活动的影响选择局部一致性作为反映大脑自发功能活动的功能磁共振指标,研究恐惧应激对大脑自发功能活动的影响模式。发现在恐惧应激条件下:(1)颞中回、缘上回、楔前叶和顶下小叶的局部一致性增强;(2)眶额叶皮层、辅助运动皮层和中央后回的局部一致性减弱;(3)左侧眶额叶皮层局部一致性减弱幅度与个体外向性评分存在显著负相关关系。2、恐惧应激对杏仁核情绪功能网络的影响利用基于种子点的静息态功能连接分析方法研究了恐惧应激对杏仁核情绪功能网络的影响。将杏仁核三个主要功能亚区(基底外侧核、中央内侧核和浅表核)作为种子点进行功能连接分析。发现在恐惧应激条件下:(1)基底外侧核和中央内侧核的全脑静息态功能连接具有不同的变化模式;(2)基底外侧核与后扣带回/压后皮质功能连接增强,中央内侧核与内侧前额叶功能连接增强;(3)人格特质与功能连接改变有关,基底外侧核与背侧前扣带回和前岛叶之间功能连接改变与个体神经质评分存在显著正相关关系。3、恐惧应激对工作记忆的影响利用数字n-back任务研究了恐惧应激对工作记忆影响的神经机制。结合了一般线性模型和心理-生理交互作用方法进行分析,发现在恐惧应激条件下:(1)后扣带回负激活程度显著减弱;(2)背外侧前额叶与楔前叶及中央前回之间的功能连接减弱;(3)背外侧前额叶与中央前回功能连接减弱程度与工作记忆任务平均反应时延长存在显著线性相关关系。4、恐惧应激对大脑风险决策能力的影响利用模拟气球冒险任务(Balloon Analogue Risk Task,BART)研究了恐惧应激对个体风险决策影响的神经机制。采用一般线性模型和多元回归方法进行分析,发现在恐惧应激条件下:(1)个体冒险行为的增加与个体神经质评分存在显著正相关关系;(2)神经质评分高分组在风险决策过程中背侧前扣带回的参数调制激活程度显著高于低分组;(3)神经质评分高分组在接受奖励行为过程中背外侧前额叶的参数调制激活程度显著低于低分组。研究结论本论文利用功能磁共振成像技术揭示了恐惧应激影响大脑自发功能活动、杏仁核情绪功能网络、工作记忆及风险决策相关神经活动的特征模式,并进一步发现人格特质与恐惧应激条件下的行为表征和脑机制水平变化密切相关。研究结果对我们深刻理解恐惧应激影响大脑高级认知功能的神经机制,提高军事飞行人员的选拔和训练水平具有重要意义。


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