探讨杏仁核与人类情感调节之间的关系。
在Pubmed及CNKI数据库系统分别以"amygdala, emotion control"和"杏仁核、情感调节"为关键词查阅1999年9月–2014年9月有关杏仁核与情感调节的相关文献,进行分析总结。
动物实验研究显示,杏仁核是恐惧形成和表达的关键中枢,是情感调节的基础,杏仁核可能通过递质释放达到调节情感的作用。人类的杏仁核是大脑边缘系统的一部分,附着在海马的末端,与人脑各部分间形成广泛的联系。在伴随情感变化的疾病中,杏仁核的组织结构和功能发生变化,参与人类情感的调节。临床上可以通过调节杏仁核的功能影响情感的调节,指导相关疾病的治疗。
人类杏仁核是大脑边缘系统的重要组成部分,在人类的情感调节过程中发挥着重要作用。对杏仁核的功能的深入了解,可为临床疾病的诊断和治疗提供可靠理论基础。
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杏仁核是产生情绪、识别情绪和调节情绪,控制学习和记忆的脑部组织。人类大脑如何处理情感尚不清楚。在动物实验中,对杏仁核的电生理研究及损伤研究发现,杏仁核在动物情感调节中起着关键作用[1]。在临床疾病研究中发现,杏仁核与人类情感的调节关系密切[2,3]。为了探讨杏仁核在情感调节中的作用,本文对杏仁核与人类情感调节之间关系的研究进展综述如下。
杏仁核,又名杏仁体,位于前颞叶背内侧部,海马体和侧脑室下角顶端稍前处。通常分为3个主要的核群:皮质内侧核群、基底外侧核群、杏仁中央核,故又称杏仁复合体[4]。杏仁核内的神经化学递质主要有胆碱类、单胺类、氨基酸类、一氧化氮、环一磷酸鸟苷(cyclic guanosine monophosphate,cGMP)等。传入纤维来自嗅球及前嗅核,经外侧嗅纹终止于皮质内侧核;来自梨状区及间脑的纤维终止于基底外侧核;并接受下丘脑、丘脑、脑干网状结构和新皮质的纤维。传出纤维通过终纹隔区、内侧视前核、丘脑下部前区和视前区,越过前连合后,一部分纤维经髓纹终止于缰核,而另一部分不进入髓纹而直接终止于丘脑下部、丘脑背内侧核、梨状区和中脑被盖网状结构。另外,杏仁核与前额区皮质、扣带回、颞叶前部、岛叶腹侧之间有往返纤维联系。杏仁核的功能目前仍不十分清楚。大量动物试验和临床实践证明,杏仁核功能与情感、行为、内脏活动及自主神经功能等有关[5]。
在大鼠创伤后应激障碍(posttraumatic stress disorder,PTSD)研究中发现,采用免疫荧光法、免疫印迹法和逆转录-聚合酶链式反应检测杏仁核半胱氨酸蛋白酶蛋白-9(Caspase-9)的表达变化,提示Caspase-9可能是PTSD记忆减退、警觉增高和恐惧异常形成的病理生理基础之一[6]。而电刺激大鼠杏仁核时,增加了动物的紧张、恐惧等情绪反应,其情感行为的改变,可能与刺激部位杏仁核有关[1]。在杏仁核组织结构中,突触囊泡蛋白2A(synaptic vesicle protein 2A, SV2A)是属于跨膜糖蛋白的一种,是维持神经递质正常分泌水平的调节蛋白家族,是突触传递的正向调节蛋白。在大鼠癫痫研究过程中,运用免疫组织化学方法检测SV2A蛋白在海马组织中表达的动态变化,结果显示SV2A的表达与癫痫的发作有关[7]。另外,张安民等[8]在大鼠持续游泳训练和间歇性负重游泳训练实验中发现,持续游泳训练与间歇性负重游泳训练后杏仁核环一磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)浓度变化均呈反复升降的锯齿状特征,表明cAMP对不同形式运动性应激反应表现不同,提示杏仁核可能通过cAMP与腺苷酸环化酶(adenylate cyclase, AC)之间的相互平衡发挥生理作用。以上研究显示,杏仁核与动物情感的关系十分密切,是动物情感调节的基础,杏仁核可能通过递质释放达到调节情感的作用。
临床疾病病理学研究发现,在伴随情感变化的疾病中,杏仁核的组织结构发生变化。在慢性疼痛条件下,杏仁核内的两条通路皆可发生功能可塑性。有实验显示,杏仁核传导通路结构的可塑性改变可能是慢性痛导致动物情绪异常的形态学基础[11]。在对另一类情感性疾病抑郁症的脑功能影像学研究发现,抑郁症患者存在"边缘–皮层–纹状体–苍白球–丘脑"等神经环路的结构和功能异常,而在边缘系统中推动这一过程的最关键脑结构是杏仁核[12]。无论是在有意识还是无意识的条件下,抑郁症患者在对负性情绪面孔的认知中存在杏仁核激活增强,这可能代表着抑郁症患者的负性认知加工偏倚的脑神经基础[13]。
为了解杏仁核对情感的调节作用,张权等[14]用轻音乐和恐怖音乐作为刺激内容,通过声音刺激途径引起脑的正负情感反应,观察杏仁核的激活情况,并分析其在情感加工中杏仁核的作用机制;结果显示,听恐怖音乐时双侧杏仁核明显激活,听轻音乐时双侧杏仁核均未见激活,提示杏仁核可能在恐怖情感反应中发挥重要作用。该研究的价值在于指导情感障碍患者的治疗,同时有助于加深理解杏仁核在情感处理中的作用。Wang等[15]在情绪记忆增强效应试验研究中发现,运用行为学和功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)方法,检测杏仁核和海马激活情况与情绪记忆增强效应的认知神经机制,研究结果显示,双侧杏仁核均与情绪记忆增强效应显著相关。在抑郁症研究中,为了研究抑郁症患者识别面部表情情绪偏向性的神经基础,研究者利用fMRI技术研究抑郁症患者对不同面部表情刺激的反应并取得了一定进展[16]。相关文献资料显示,杏仁核能够长期存贮情绪记忆,杏仁核对恐惧反应有极高的敏感性,对惊恐表情刺激有特异性的激活反应且激活程度与恐惧程度呈正相关[17]。赵亮等[18]在重度抑郁症患者对情感刺激的行为学反应模式及其相关的杏仁核时程反应过程的研究中发现,杏仁核功能或结构异常是抑郁症患者丧失愉悦体验和情绪低落的神经基础。在癫痫疾病研究中,内侧颞叶癫痫(medial temporal lobe epilepsy, MTLE)属局灶性癫痫,是难治性癫痢最为常见的一种形式,而60%~70%的MTLE与海马硬化有关[19];MTLE患者的病理损害不仅仅局限于海马,亦伴有海马外邻近结构的损害,如与硬化海马同侧的杏仁核和海马旁回等灰质的体积萎缩[20]。
吴宁等[21]为研究阿片类药物对杏仁核功能连接的影响,采用3.0 T MR扫描仪对海洛因成瘾患者进行静息态功能MR扫描,结果显示,阿片类药物成瘾者杏仁核与双侧海马旁回及双侧小脑半球功能连接度显著增强,阿片类药物成瘾者认知控制功能的神经环路受损,而奖赏及学习记忆环路功能出现异常强化,进而引起情感变化;而药物治疗可以通过调节杏仁核的功能影响情感的调节。
应用头部fMRI扫描定位,局部麻醉下深部电极行杏仁核及海马脑电监测和射频毁损术,治疗颞叶顽固性癫痫,是一种安全有效的微创治疗方法[22]。王绪轶等[23]在海洛因依赖患者杏仁核MR波谱特征及其与吸食海洛因累计总量关系的研究中发现,MR波谱能显示海洛因成瘾者杏仁核与左右扣带回、左右扣带回前部以及右侧Brodmann 24脑区功能连接下降,从前额叶皮质及杏仁核代谢物的改变可反映出海洛因依赖患者执行及情感功能的异常,其代谢物改变程度与海洛因累计吸食总量有关。还有研究证实,重度饮酒患者处理情感面孔时,可以通过调节杏仁核和前额叶功能来影响此类患者的社会行为[24]。
总之,人类杏仁核是大脑边缘系统的重要组成部分,与人脑的各部分间形成广泛的联系,在人的情感调节过程中发挥着重要作用。对杏仁核功能的深入了解,可为临床疾病的诊断和治疗提供可靠的理论基础。尽管目前对杏仁核的研究取得的成果有限,但随着医学的发展和各项新技术的出现,人类有望进一步加深对杏仁核功能及其在情感调节过程中作用的了解。