如何衡量恐惧程度？科学家揭示全脑而在编码恐惧信息

目前，衡量恐惧程度作为一种诊疗情绪障碍患者的手段，主要是依靠口头报告，然而在某些实验任务中，无法要求被试报告恐惧程度。一些病人或者小孩可能无法准确地报告自身的恐惧程度。此外，接受治疗的病人在报告自身恐惧程度的时候由于一些主观因素(比如安慰剂效应等)其报告的结果也可能会出现偏差。那么如何衡量恐惧程度?

近日，电子科技大学(以下简称电子科大)神经疗法·社会认知与情感神经科学实验室携手合作团队，共同开发出一个预测恐惧程度的高特异性和敏感性神经表征，并结合行为实验、磁共振成像等，揭示了全脑而非单一脑区在编码恐惧信息。并证实了人类的习得性恐惧，与其在面对恐怖事物或场景时产生的恐惧情绪，具有不同的神经科学表征。研究成果发表于国际知名期刊《自然·通讯》上。

两种不同的恐惧情绪

“人类的习得性恐惧，与其在面对恐怖事物或场景时产生的恐惧情绪是有区别的。”该项目研究团队成员、电子科大博士毕业生周峰解释说，习得性恐惧这个看似陌生且专业的名词，实际上离我们非常近。“比如老板总是在微信群里骂人，时间长了，看到微信群有新的消息，我们可能就会害怕;又比如说小孩子不听话乱扔东西，家长扔一次打他一次，几次以后他就不敢扔了，这些都是形成了条件化恐惧的例子。”他说。

与之对应，人们最熟悉的，便是在生活或者实验中面对恐怖事物或场景时产生的恐惧情绪，比如走在路上突然有只狗冲上来作势咬人，或者恐高的人走很高的玻璃栈道等。

“前人的恐惧研究大多基于恐惧习得任务，他们认为杏仁核是大脑的恐惧中枢，杏仁核的反应产生恐惧情绪。”周峰说，近年来有研究人员认为面对恐怖事物或场景时产生的恐惧情绪主要是大脑的前额叶起作用，它与习得性恐惧可能具有不同的神经机制，然而这一理论还没有实证数据的支持。

长久以来，心理学和神经科学领域对恐惧情绪的研究范式以及恐惧的神经机制一直存在争议，恐惧习得任务是研究恐惧最常用的一种实验范式。在任务过程中，当对象(人或动物)听到某一声音或者看到某一图片时(可能)会受到电击等负性反馈，重复多次以后，当对象听到同样声音或者看到同样图片时就会感到“害怕”，便会形成习得性恐惧。

“然而，由于恐惧习得任务通常采用的是部分强化的方式，即有些时候图片出现会有电击，而有些时候又没有，因此它也是一个学习的过程。此外，任务过程中被实验者还可能会出现准备猜测等心理过程。”周峰表明，这种恐惧习得任务测试的可能不仅仅是人的恐惧反应，因此团队着手开发了预测恐惧程度的高特异性和敏感性神经表征。

如何衡量恐惧情绪水平

如何解释不同个体对不同事物的恐惧感知程度差异?周峰认为，面对这个问题，现有研究无法给出答案，在他看来，个体的特质以及过去的经验等等都会影响其恐惧水平。

恐惧程度差异虽然无法被解释，但针对恐惧程度的量化方法，电子科大研究组首次开发出了可客观衡量恐惧情绪水平的神经指标，并通过多层次全方位分析，系统探索了大脑如何编码恐惧信息。

“我们招募了67名健康成年被试，要求他们观看一系列包含恐怖动物和场景在内的图片并评定恐惧程度，在任务过程中我们使用功能性磁共振成像(fMRI)记录被试的脑活动。随后，团队使用这些fMRI数据开发了一个预测个体恐惧程度的神经表征(VIFS)。”周峰表示，VIFS是一个全脑的反应模式，它的“激活”越强则表示个人可能越害怕。

研究组使用了三个不同的样本来检验VIFS的预测效果，发现VIFS可以准确预测开发集(交叉验证)、验证集(与开发集使用类似实验范式和相同fMRI扫描参数)以及泛化集(使用不同实验范式和不同MRI机器)的恐惧程度。此外，尽管不同个体面对同一场景的恐惧情绪不一样，VIFS也能准确地预测每一个个体在面对一系列场景时的恐惧强度，特别是对高中低三种水平的区分。

此外，为考察哪些脑区会参与对恐惧信息的编码，团队经过了系统的全脑分析。团队研究发现，“广泛分布的脑区都对预测恐惧具有稳定的贡献，并且这种贡献与受试者的恐惧评分相关。”

全脑参与恐惧信息编码工作

“我们研究发现，面对恐怖事物或场景时产生的恐惧情绪，需要包括杏仁核和前额叶等广泛脑区的参与，单一脑区并不足以完全编码恐惧信息。”周峰说，这就说明面对恐怖事物或场景时，并不仅仅是杏仁核或者前额叶等脑区活动产生变化。同时，单看杏仁核或者前额叶等脑区的活动，也无法很准确地衡量个体的恐惧程度。

团队实验结果证明，虽然在基于大脑分割模板、感兴趣脑区和网络等局部脑区的分析中，也发现了多处脑区可显著预测恐惧水平，但其预测效果相比全脑分析相去甚远。由此表明，广泛分布于全脑的脑区都参与到了恐惧信息的编码，大脑更像是作为一个整体对恐惧场景起反应。而过去被广泛认为是“恐惧中心”的大脑杏仁核等单一脑区，或皮层下脑区等脑网络，并不能充分编码恐惧信息。

此外，基于上述衡量恐惧情绪水平的神经指标，团队进一步探索，通过对比神经反应模式功能和空间分布的相似性，发现两种恐惧的神经反应模式在脑神经空间分布上也各有不同。“习得性恐惧与日常恐惧表征不一，尽管许多脑区对习得性恐惧和恐怖事物或场景都有反应，但是它们的反应模式(比如大脑活动强弱的分布)是不同的。”周峰表明，正因为如此，恐惧习得任务中形成的习得性恐惧与面对恐怖事物或场景时产生的恐惧情绪的神经机制可能是不同的。

科研人员发现，尽管恐惧情绪的神经反应模式可以准确区分高、中、低三种不同程度的恐惧，但它并不能区分习得性恐惧刺激和中性刺激。而习得性恐惧刺激的神经反应模式，却又无法预测恐惧情绪。此外，该研究还发现恐惧和恶心、悲伤等非特定的负性情绪，具有共享的以及特异性的神经机制。

“在本研究中我们通过图片来引发个体的恐惧，然而图片的效果可能并不会特别强，以后的研究可以考虑采用虚拟现实等技术创造更加真实的场景从而诱发恐惧。”周峰提及，目前的研究中仍有许多尚未完善的地方，比如在此次研究中，关心的是在面对恐怖事物或者场景时脑区的“激活”反应(即活动变化)，而脑区之间的交互作用变化对解释恐惧的神经机制也至关重要。他说，“在目前的一项研究中，团队正在尝试从这一角度来解释恐惧的神经机制。”

周峰表示，“过度的主观恐惧是导致包括焦虑症在内的情绪疾病发生的主要原因，而恐惧的反应模式是否能用于区分这些情绪疾病患者以及它能否被用于基于fMRI的神经反馈，从而治疗这些情绪疾病，是我们潜在的研究方向。”(罗洪焱 陈科)

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关键词： 恐惧 全脑 编码恐惧信息 神经科学