情绪效应 情绪加工老化效应的神经机制

　　摘要：行为学研究发现，老年人对消极情绪的辨别、注意和记忆都有所下降，而对积极情绪并未表现出类似的现象。情绪加工老化效应的神经影像学研究发现，老年人在情绪加工过程中边缘系统(尤其杏仁核)的激活强度低于年轻人，但额叶皮层区域的激活却有所增强。研究者对该结果提出了两种假说，一种是功能代偿假说，另一种是策略改变假说。功能代偿假说认为老年人额叶皮层区域的激活增强是为了弥补边缘系统功能的下降，反映了大脑功能的代偿；策略改变假说认为老年人主动使用了不同于年轻人的策略，情绪加工方式的不同导致了两组人群大脑活动的差异。未来这方面研究可以从研究层面、研究方法、研究问题等方面逐步完善。
　　关键词：情绪加工；老化效应；边缘系统；额叶皮层；功能代偿；策略改变
　　分类号：B845
　　
　　随着全球老龄人口的迅速增长，世界各国的老龄化问题日益突出，许多研究者纷纷将目光聚焦到了老年人这个群体上。目前已有大量研究证实，与年轻人相比，老年人在记忆、注意、空间、推理等多种认知能力方面都有明显衰退(Hedden＆Gabrieli，2004)。而且在日常生活中，老年人这些能力的下降也表现得十分突出。和认知老化相比，研究者对于老年人情绪加工的关注较少。那么，情绪加工是否也会伴随老化而衰退?它的衰退模式是否和认知老化趋势一致?本文将针对这一问题，概述近年来有关健康老年人情绪加工的国内外研究，重点从神经影像学的角度探讨情绪加工的老化效应，并对当前两种主要的理论观点进行总结和阐述。
　　
　　1.情绪加工老化效应的行为学研究
　　
　　1.1情绪辨别能力的老化效应
　　情绪辨别能力对于个体能否快速准确地识别他人的情绪状态至关重要，在人际交往中十分关键。目前考察老年人对面孔表情辨别能力的研究比较一致地发现，和年轻人相比，老年人对于愤怒、悲伤和恐惧等消极情绪的辨别能力有所下降，而在积极情绪辨别方面没有明显的老化效应(Phillips，MacLean，＆Allen,2002；Calder et al.，2003；Sullivan＆Ruitman，2004；Sullivan，Ruffman，＆Hutton，2007；Suzuki，Hoshino，Shigemasu，＆Kawamura，2007)。
　　那么对于消极情绪辨别的老化效应和哪些因素有关呢?有研究证明，老年人对于消极情绪辨别能力的下降与一般认知能力的衰退有关(Phillips et al.。2002；Phillips＆Allen,2004)，同时也和消极情绪体验的减少有关(Phfllips＆Allen，2004)。最近一项研究(Suzuki ct al.，2007)考察了老年人一般认知能力(言语能力和视觉空间能力)、积极和消极情绪经历、面孔辨别能力与面孔表情辨别能力之间的关系。结果发现，被试对于面孔表情的辨别能力与其视觉空间能力相关，而对于悲伤情绪的辨别能力与其消极情绪体验相关。目前这一研究结论还有待进一步证实。
　　
　　1.2情绪加工过程中的记忆和注意偏向
　　除了情绪辨别能力外，研究者也很关注老年人对于情绪刺激的记忆和注意情况。
　　一些研究表明，伴随老化，个体更关注对情绪信息的记忆。和年轻人相比，老年人更倾向回忆带有情绪色彩的故事(Carstensen＆Charles，2004)，更容易记住那些承诺产品可提供情绪奖赏的广告信息(Fung＆Carstensen，2003)。当然，也有研究发现老年人并非对所有情绪信息的记忆都具有倾向性，他们对积极情绪刺激(图片或面孔)的记忆好于对消极情绪刺激的记忆，但年轻人并未表现出这种记忆偏向性(Charles，Mather,＆Carstensen，2003)。而且老年人对情绪刺激的记忆成绩受其人格特征和心境的影响(Grady,Hongwanishkul，Keightley,Lee，＆Hasher,2007)。然而也有研究发现，这种情绪刺激记忆的偏向性主要由于老年人对消极情绪刺激的记忆下降所致(Grohn，Scheibe，＆BaRes，2007)。
　　那么，老年人对于情绪刺激的记忆偏向究竟发生在记忆的哪个阶段呢?是编码阶段、保持阶段还是提取阶段?Mather和Carstensen(2003)利用一个精巧的任务范式探讨了这一问题。实验过程中，先在屏幕上同时呈现两张面孔，其中一张是情绪面孔，另一张是中性面孔。面孔消失后，屏幕上出现一个点，被试的任务是判断点的位置。结果发现当圆点出现的位置和刚呈现的积极情绪面孔的位置一致时，老年人的反应速度最快，其次是中性情绪面孔的位置，最慢的是消极情绪面孔的位置。而年轻人并未表现出这种偏向性。这一结果说明，老年人在加工情绪刺激的初期就存在注意偏向，更容易忽略消极情绪刺激。研究者认为这一点或许导致了老年人对于消极情绪刺激的记忆表现出明显衰退。
　　综上所述，随着年龄的增长，老年人对于消极情绪的辨别能力逐渐下降，而对积极情绪的辨别并未表现出明显的老化现象。在情绪刺激的记忆和注意方面，老年人也表现出类似的偏向效应。行为学的研究使得我们对于老年人情绪加工的特点有了初步的了解，那么情绪加工老化效应背后的神经机制又是怎样的呢?下面将从认知神经科学的角度深入探讨这一问题。
　　
　　2.情绪加工老化效应的神经影像学研究
　　
　　2.1边缘系统
　　“边缘系统”这一术语是Maclean于1952年正式提出的。大脑的底面与大脑半球内侧缘的皮层一边缘叶(包括胼胝体下回、扣带回、海马回及其海马回深部的海马结构)，及皮层下一些脑结构，如丘脑、乳头体、中脑被盖等，共同构成边缘系统(沈政，林庶芝，1993)。边缘系统中的某些脑区对于个体的情绪加工具有重要作用，如杏仁核、海马等。已有大量研究表明，杏仁核的损伤(Adolphs，Tranel，Damaslo，＆Damaslo，1994；Anderson＆Phelps，2001)会影响个体对情绪的知觉和辨别。
　　Paradiso等人(1997)首次利用正电子发射断层扫描(positron emission tomography,PET)技术考察了健康老年人情绪加工的神经机制。实验中给被试看几段影片来诱发快乐、愤怒、厌恶和中性情绪。结果发现，情绪刺激使得老年人边缘区域以及周边脑区血流量增加，而且不同情绪刺激激活了边缘系统中不同的脑区。其中，快乐情绪激活了内嗅皮层，厌恶情绪激活了内侧杏仁核，愤怒和厌恶情绪激活了左侧眶额皮层。这是第一篇使用神经影像技术考察健康老年人情绪加工神经机制的研究，当然某些方面还有待改进。首先，实验中选用电影片段作为诱发情绪的材料，虽然更接近现实，但材料本身太复杂，不好控制，结果解释起来也比较复杂。其次，该研究没有纳入年轻被试作为对照组，因此并未考察情绪加工老化效应的神经机制。 　　随着神经影像技术的快速发展，研究者们开始进一步探讨情绪加工老化效应的神经机制。目前，这些研究比较一致地发现，老年人进行情绪加工时，边缘系统中杏仁核、海马等区域的激活与年轻人存在显著差异。
　　Mather等人(2004)继行为实验发现老年人对情绪刺激的注意和记忆方面存在偏向后，又利用功能磁共振成像(functional magnetic resonanceimaging，fMRI)技术考察了这种老化相关的情绪加工改变的神经机制，重点关注了伴随老化，杏仁核在情绪加工过程中的变化。实验中，被试要观看积极、消极和中性的国际情绪图片(InternationalAffective Picture System，IAPS)，并按键报告当前的情绪唤醒度。结果发现，老年人在观看积极图片时，杏仁核的激活强度比其观看消极图片时高。年轻人则没表现出这种差异。在观看消极图片时，老年人杏仁核激活强度高于年轻人，而观看积极图片时，两组被试杏仁核的激活水平无显著差异。该结果说明老年人的杏仁核对消极图片的反应性有所下降，从而在一定程度上揭示了老年人对消极情绪刺激存在注意和记忆缺陷的神经机制。
　　除了直接进行情绪辨别和情绪评定外，在判断情绪刺激无关属性的任务中，情绪所引发的大脑活动也表现出了年龄差异。Hdaka等人(2002)在实验中要求被试辨别面孔的性别，而无需刻意关注面孔的表情。结果发现，在知觉消极情绪面孔时，年轻人左侧杏仁核的激活强于老年人：在知觉积极情绪面孔时，年轻人右侧旁海马回的激活强于老年人。并且发现在老年被试中，右侧海马整体激活水平与年龄成反比，右侧旁海马回激活水平与神经心理测验的得分成正比。这一结果揭示了在知觉情绪面孔的过程中，边缘系统的老化效应。
　　此外，还有一些考察情绪加工老化效应神经机制的研究，虽未对积极情绪和消极情绪所引发的大脑激活模式分别进行比较，但都一致地发现，和年轻人相比，老年人在情绪加工过程中，边缘系统(尤其是杏仁核)的激活强度显著下降(Gunning-Dixon et al.，2003；Tessitore et al.，2005；Fischer et al.，2005；Keightley,Chiew,Winoeur,＆Grady,2007)。
　　
　　2.2额叶皮层
　　除了边缘系统外，研究者们还常发现老年人和年轻人在进行情绪加工时，额叶皮层的激活情况也存在差异。Gunning-Dixon等人(2003)采用tMRI技术研究老化对于面孔情绪加工的影响。实验中被试的任务是面孔情绪辨别和面孔年龄判断。结果发现，在情绪辨别任务中，年轻人激活了视觉区、额叶和边缘系统，老年人则激活了顶叶、颞叶和额叶区域。将该任务与面孔年龄判断任务相比较后发现，年轻人激活杏仁核和颞叶一边缘系统周边脑区的同时，老年人激活的却是左侧额叶区域。该研究者指出，老年人在加工面孔情绪过程中，边缘区激活下降以及前额区激活增强，说明他们可能依赖不同于年轻人的皮层网络。
　　随后Tessitore等人(2005)以及Fischer等人(2005)的fiVIRI研究也得出了类似的结果。前者的任务是在两个面孔中选出与目标情绪一致的那个面孔，结果发现和年轻人相比，老年人在加工恐惧和威胁性的情绪刺激时，激活的神经网络更加广泛，其中前额皮层区域激活较强，杏仁核和梭状回后部激活较弱。后者考察了老年人和年轻人对于愤怒面孔知觉的差异，将愤怒面孔与中性面孔比较后发现，年轻人激活了右侧杏仁核，而老年人激活了腹外侧前额叶和右侧脑岛。随着年龄增长，皮下区域激活减弱，皮层区激活增强。
　　综上所述，这些研究结果表明，在情绪加工过程中，年轻人更倾向于利用边缘系统等皮下区域，而老年人则更依赖于前额叶为主的皮层区域。
　　
　　3.情绪加工老化效应的理论解释
　　
　　迄今为止，针对老年人和年轻人在情绪加工过程中大脑活动差异的现象主要存在两种理论解释。一种是功能代偿假说，另一种是策略改变假说。下面将针对这两个理论观点分别加以阐述。
　　
　　3.1功能代偿假说
　　功能代偿假说认为，老年人和年轻人情绪加工的方式相同，老年人额叶皮层区域激活的增强是为了弥补边缘系统功能的下降，可能反映了一种大脑功能的重组或代偿(Gunning-Dixon et al.，2003；Fischeret al.，2005)。以往的确有不少研究证实，伴随老化，边缘系统结构和功能的改变十分明显。结构lvlRI研究揭示，无论是正常老化还是病理性老化，边缘系统中海马、旁海马回和杏仁核等脑区的体积都随年龄增长而显著下降(Raz et al.，2004)。该假说认为，由于老年人边缘系统的衰退，因此在情绪加工过程中，他们试图通过额叶皮层的过度激活来代偿边缘系统的活动不足。
　　在认知老化研究领域中，已有类似的研究成果为功能代偿假说提供了依据。Rosen等人(2002)考察了老年人在词汇语义编码过程中的大脑激活情况以及随后的记忆状况。结果发现，在词汇语义编码阶段，记忆成绩差的老年人表现出与年轻人类似的大脑激活模式，而成绩好的老年人却激活较多的双侧额叶区域。这种激活模式反映了老年人脑区的功能代偿，从而使得他们的记忆成绩能够保持在和年轻人差不多的水平上。
　　在情绪加工老化研究领域中，支持该假说的证据还很少，目前仅Tessitore等人(2005)在研究中提出老年人额叶区域激活的增强可能使得他们在情绪面孔匹配任务中的准确性与年轻人一样高，从而反映了对边缘系统功能下降的代偿作用。但该研究并未像Rosen等人(2002)那样比较额叶区域激活程度不同的老年人在情绪匹配任务中的表现是否有差别。因此情绪加工老化研究领域中的功能代偿假说还需要更直接的研究结果给予证实。
　　当然，也有一些证据并不支持该假说。比如，功能代偿说认为老年人边缘系统功能下降，在情绪加工过程中，增强了对额叶等皮层区域的依赖，然而这与脑结构研究的发现不符。结构MRI和尸检研究发现，额叶皮层区域受老化的影响最大，而并非边缘系统区域(Raz et al.，2004)。
　　
　　3.2策略改变假说
　　策略改变假说认为，老年人和年轻人情绪加工方式不同，正是这种加工方式的差异才导致了两组人群大脑活动的差异(Mather et al.。2004；Fischer etal.，2005)。该假说认为，老年人在情绪加工过程中，主动使用了不同于年轻人的策略，这种策略的改变与经验有关。动机和社会背景等因素使得老年人加工风格发生了变化，从而改变了大脑激活模式。
　　Carstensen，Isaacowitz和Charles(1999)提出的社会情感选择理论(Socioemotional SelectivityTheory)在一定程度上支持了策略改变假说。该理 论认为一个人对自己生命所剩时间的估计会全面影响他的动机和行为。对于年轻人来说，自身感觉生命还很漫长，时间比较充足，获得知识和开阔眼界对当前来说是非常重要的，在追逐成功的过程中并不太在意消极情绪，因此不会刻意回避；但对于老年人来说，感到自己在世的时间不多了，当前的幸福感对他们来说是生活的重心，因此情绪调节就变得十分重要，会有意回避消极情绪，减少对消极信息的加工。有研究发现，身患绝症的年轻人也会表现出类似的偏重情感的生活取向(Carstcnsen＆Fredrickson，1998)。
　　此外，一些神经影像学研究也为策略改变假说提供了依据。Mather等人(2004)的研究发现，老年人对消极图片的唤醒度评估低于年轻人，杏仁核激活也较弱。当按照消极图片唤醒度评估结果对年轻人进行分组后发现，那些与老年人评估水平相似的年轻人，杏仁核激活模式也与老年人相似，那些与老年人评估结果差异较大的年轻人，杏仁核激活模式则与老年人完全相反。这一结果说明老年人活动模式的改变并不一定是由生理上的衰退引起的，可能是一种加工模式的改变。
　　有研究者认为，老年人在情绪加工过程中，边缘系统激活下降，新皮层认知系统激活增强，可能反映了他们通过自上而下的神经机制进行主动调节情绪的能力有所增强(Tessitore et al.，2005)。Williams等人(2006)发现老年人在加工恐惧面孔时，内侧前额叶的激活强度高于年轻人，而且对于恐惧强度评估越低的被试，内侧前额叶的激活越强。研究者认为老年人生活经验、动机和目标的转变对于内侧前额叶系统具有塑造作用，从而使得老年人的情绪调控功能增强。Urry等人(2006)考察了老年人情绪调节过程中的大脑激活模式及其对皮质醇分泌(Cortisol Secretion)周期变化的影响。实验中要求被试对消极图片进行“增强”、“减弱”和“注意”三种形式的调节。结果发现，与“注意”条件相比。“减弱”条件下杏仁核激活下降的老年人，腹内侧前额叶皮层激活较强，而且皮质醇在一天内下降速率越大。虽然该研究并未包括年轻被试，因此无法进行群体间的比较，但研究结果说明了调节能力较强的老年人，额叶区域活动较强，反映其对消极情绪自上而下的抑制作用更强。此外还表明老年人在减弱消极情绪方面大脑活动的个体差异与日常生活中内分泌活动调节有关，这在一定程度上揭示前额叶和杏仁核对消极情绪的调节作用可能与老年人的身心健康有关，不过该结论还有待进一步证实。
　　
　　4.对未来研究的思考
　　
　　情绪是一个非常复杂的心理现象，会影响个体的社会适应性、认知能力等多个方面，在人的一生中发挥着重要的作用。在个体老化过程中，伴随认知能力的下降，情绪加工也发生了一些改变，但并未像前者那样表现出如此明显的衰退。随着全球老龄化问题的日益严峻，越来越多的研究者开始关注老年人的情绪加工。特别是近年来神经影像技术的快速发展，PET、fMRI等多种技术渐渐被应用到了情绪加工老化研究中，使得我们对于情绪加工老化效应的机制有了更加深入而全面的了解。不过，虽然目前这方面的研究已经取得了初步的成果，但是相对于更为成熟的认知老化研究而言，情绪加工老化研究尚处于起步阶段，很多方面还有待完善。
　　
　　4.1研究层面
　　未来情绪加工的老化研究可以在多个水平上利用多种研究手段，使得多水平之间的研究结果能够相互比较、相互印证。从微观上讲，可以从神经影像研究深入到分子遗传学研究，考察基因、神经递质与情绪加工老化效应的关系。以往研究发现，多巴胺对于情绪行为及其神经机制(尤其杏仁核)的活动有重要作用(Rosenkranz＆Grace，2002)。通过考察老年人单胺类神经递质的变化，结合大脑活动结果以及行为数据，建立包括神经递质、脑功能和行为表现的综合模型。从宏观上讲，情绪加工的老化研究可以更贴近现实，这将有利于研究成果的应用和转化。例如，考察老年人在实验室情绪研究中的大脑活动模式与现实生活环境下的健康或情绪状况之间的关系。
　　
　　4.2研究方法
　　已有研究几乎都是对老年人和年轻人进行群体间的比较，无法避免世代效应(cohort effect)的干扰。而包含了多个年龄层被试的追踪研究却可以分清哪些是世代效应引起的，哪些是老化效应引起的，从而解决这一问题。但由于精力和成本等方面的原因，目前追踪研究还很缺乏。未来如果能在条件具备的前提下，组织大规模的追踪研究，将会得到非常有意义的结果。
　　许多考察情绪加工老化效应的神经机制研究采用的都是区块设计。尽管区块设计对信号比较敏感，但它也存在一些自身的缺陷，如容易产生期望效应、习惯化效应等。此外区块设计无法考察基于单个刺激或事件的血液动力学反应，而事件相关设计就可以做到这一点，但相比之下后者的信号探测能力又没有区块设计那么高。因此结合两者的优势，出现了所谓的区块与事件相关混合设计(Mixed block and event-related designs)(王亚鹏，董奇，2007)。未来情绪加工老化效应的神经机制研究如果使用混合设计，将能够有效地分离情绪加工过程中持久的、状态相关的过程与短暂的、项目相关的过程，从而更好地揭示情绪加工老化效应的神经机制以及情绪辨别能力与大脑激活模式之间的关系问题。
　　此外，在情绪加工老化效应研究的材料方面，存在对老年人不公平的现象。首先，情绪材料中的面孔图片通常都是年轻人的面孔，这种年龄不一致性可能会导致老年人的情绪辨别反应产生偏差。其次，这些情绪材料一般都是经由年轻人评定并进行标准化的材料，缺乏经由老年人评定的标准化情绪材料(Raz etal，，2004)。
　　
　　4.3研究问题
　　情绪老化神经影像研究在情绪加工、情绪调节等研究的基础上，还可以与其他相关的研究问题相结合，如神经经济学中的热点问题――风险决策。同一个决策问题的不同表述方式，往往会导致人们截然不同的决策判断，这就是著名的框架效应(framing effect)，是决策过程中一种非理性的表现，可能由于对信息的分析过程受到了情绪加工的影响。有研究发现，和年轻人相比，老年人在风险决策过程中受框架效应的影响更强(Kim，Goldstein，Hasher,＆Zacks，2005)。那么这种决策上的差异是否与情绪信息加工方式的年龄差异有关呢?未来的神经影像学研究如果将两者结合起来，将能解决这一问题。
　　情绪对于老年人的身心健康至关重要，情绪加工老化效应的神经机制研究具有很高的理论价值和现实意义。未来在关注老年人认知功能下降的同时，若能加强情绪加工老化效应方面的研究，将有利于我们更加全面地认识个体的老化过程、了解老年人的需求，从而为更有效地促进老年人身心健康、提高老年人生活质量提供重要的支持。

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