rTMS刺激內(nèi)感受網(wǎng)絡(luò)后情緒處理的變化

1. 研究背景

抽象情緒理論認(rèn)為內(nèi)感覺與情緒有密切關(guān)系。然而，關(guān)于神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)的基本知識仍然很少。重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(rTMS)是一種神經(jīng)刺激方法，通過刺激或抑制潛在的大腦結(jié)構(gòu)，可以在功能和大腦區(qū)域之間得出因果關(guān)系。

2. 研究方法

2.1  被試

通過小廣告招募了18名健康的男生。平均年齡23.6歲 (SD = 2.8)。受試者在實驗之前給予書面知情同意參與研究，并獲得60歐元的報酬。研究人員確定了以下排除標(biāo)準(zhǔn)：腦損傷，精神或神經(jīng)病學(xué)病史，身體疾病或藥物治療，左利手。

2.2  實驗材料

創(chuàng)建了三套完整的圖片，每一套包含10張正性、20張中性和20張負(fù)性的IAPS圖片以及10張高熱量的食物圖片，總共有180個刺激。正性的圖片類型是由食物圖片和愉快的IAPS圖片。正性和負(fù)性IAPS包含人類、動物、物體、風(fēng)景，例如，嬰兒、蝴蝶、貧困的場景、鬼臉、食物包括高熱量的食物和飲料，例如，啤酒和漢堡。所有的畫集都是在大量色彩和復(fù)雜性，而且每種類型的圖片d都匹配效價和喚起度。

2.3  實驗過程

實驗者告知被試研究的cTBS的可能的副作用。主要的實驗由三個階段組成，記錄被試32通道的腦電、心電、呼吸、肌電、眼電。在第一階段評估被試靜息運動閾值通過刺激器作用左側(cè)初級運動皮層。在靜息運動閾值的80%確定了個體的刺激強(qiáng)度。三個階段都是相同的，僅僅是cTBS的刺激區(qū)域不同（右側(cè)額顳島網(wǎng)，右側(cè)軀體感覺皮層，枕中央皮層作為假性條件）。將被試隨機(jī)分配到刺激條件中，每個被試在三個位置中被刺激，并且評估所有的圖片，采用重復(fù)測量設(shè)計。

刺激的線圈位置定位根據(jù)EEG的國際10-20系統(tǒng)。理想的線圈位置是根據(jù)TMS神經(jīng)導(dǎo)航（Power Mag View）使用結(jié)構(gòu)MRI掃描一個個體得到。右側(cè)前額顳島網(wǎng)通過線圈進(jìn)行目標(biāo)定位，建立一個3維的EEG位置FT10，F(xiàn)8，F(xiàn)C6，指向FT8（F6/AF8）。初始目標(biāo)和次級目標(biāo)體感皮層，用線圈建立一個三角的CPz，C2和CP4，指向Cz。目標(biāo)頂-中央皮層（V2/V3）通過線圈覆蓋Oz，指向水平面板。

被試完成人口學(xué)特征調(diào)查問卷，利手測查，貝克抑郁量表-II，Spielberger狀態(tài)-特質(zhì)焦慮，F(xiàn)FKA評估日常生理活動。剛開始被試先進(jìn)行STAI測查，然后完成簡短的當(dāng)前或至少24小時內(nèi)的心緒狀態(tài)評估。與此同時，監(jiān)測EEG、ECG。隨后，給予被試40s的600 cTBS脈沖（一個burst有三個50Hz的脈沖組成，隨后每200ms有一個5Hz的脈沖）。接下來，被試參加內(nèi)感覺測試。之后評估心臟活動，期間記錄ECG、EEG。過后，被試觀看選定三套圖片中的一個，所有的圖片隨機(jī)呈現(xiàn)在屏幕中央，每張圖片呈現(xiàn)1s。過后，指示被試用9點評分評估效價和喚起度。第一階段總共持續(xù)2小時，第二和第三階段持續(xù)90分鐘。

2.4  數(shù)據(jù)采集和處理

心理生理記錄：

在情緒圖片觀看階段記錄EEG活動，使用32個電極通道（FP1,FPz,FP2,AF3,AFz,AF4,F7,F5,Fz,F6,F8,FC5,FCZ,FC6,C5,C1,CZ,C2,C6,CP5,CP1,CPZ,CP2,CP6,P5,PZ,P6,PO3,PO4,O1,OZ,O2），參考電極為Cz點，阻抗降到5KΩ以下，采樣頻率為1000Hz。

圖1. 使用結(jié)構(gòu)MRI圖像和腦電圖位置以及TMS目標(biāo)位置的刺激位置的解剖細(xì)節(jié)

數(shù)據(jù)處理與分析：

EEG數(shù)據(jù)濾波范圍是0.05-20Hz，剔除±50μV以外的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)被分段為每段1000ms，即刺激呈現(xiàn)前200ms至刺激后800ms，基線矯正的時間范圍是刺激前200ms到0ms。

ERP成分N2的時間范圍選擇為150-215ms，P3時間范圍為230-330ms。前額葉（FPz,FP2,F8,AF3）前-中央（FCz,FC5）和中央-頂葉（C2,CPz,CP2）。

用SPSS軟件對人口學(xué)變量和問卷數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性分析。重復(fù)測量方差分析位置（前額-顳葉島網(wǎng)絡(luò)，體感皮層，枕葉皮層）和情緒類型（正性，負(fù)性，中性）。對于EEG數(shù)據(jù)的N2和P3的平均波幅用重復(fù)測量方差分析情緒類型（負(fù)性、正性和中性）和位置（前額-顳葉島網(wǎng)絡(luò)，體感皮層，枕葉皮層）和簇（額頂葉，額中央，中央-頂葉）。計算心臟活動并方差分析位置（前額-顳葉島網(wǎng)絡(luò)，體感皮層，枕葉皮層）。

圖2.  實驗流程圖

3. 實驗結(jié)果

表1. 人口學(xué)資料和問卷量表結(jié)果

STAI量表結(jié)果和Mood測量結(jié)果并未發(fā)現(xiàn)刺激條件間的顯著差異。

內(nèi)感覺準(zhǔn)確性：

心臟活動IAc的主效應(yīng)顯著，事后檢查發(fā)現(xiàn)體感皮層的腦島網(wǎng)絡(luò)與枕葉皮層相比顯著差異。而且，對于呼吸的IAc，位置的主效應(yīng)顯著。事后檢測顯示，與枕葉皮層相比，刺激后腦島網(wǎng)絡(luò)更低呼吸的IAc。心臟和呼吸的IAc在cTBS 在體感皮層上正相關(guān)。

主觀效價和喚醒度評估：

圖3. 對于三種刺激位置圖片的正性、中性、負(fù)性SAM效價評估

圖4. 對于三種刺激位置圖片的正性、中性、負(fù)性SAM喚起度評估

圖5. 在枕葉位置、額顳島網(wǎng)絡(luò)和軀體感覺皮層的正、中性和陰性圖像中，額中央電極簇的視覺誘發(fā)電位μV (N = 16)的平均值

ERP數(shù)據(jù)顯示，在刺激的軀體感覺皮質(zhì)，正性圖片的N2波幅增高，P3波幅降低。

4. 結(jié)論

①在前-額顳葉前島網(wǎng)絡(luò)和軀體感覺皮層受到抑制后，情感刺激的主觀效價出現(xiàn)情緒扁平化，這反映在視覺誘發(fā)電位中，即N2增加/ P3減少。表明最初的定向反應(yīng)隨后是對積極刺激的注意加工減少。

②心臟和呼吸IAc與P3波幅呈正相關(guān)，與正效價評分呈負(fù)相關(guān)。在額-顳島網(wǎng)絡(luò)抑制和軀體感覺皮層抑制后，心臟/呼吸IAc的降低與激醒評級的降低和負(fù)性刺激的P3波幅的降低呈正相關(guān)關(guān)系，允許內(nèi)感受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)活動減少和鈍化的視覺刺激的情緒處理。

③在抑制內(nèi)感受網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)后，情緒加工的喚醒和效價方面都受到了干擾，證實了外周情緒理論和內(nèi)感受預(yù)測編碼模型的核心假設(shè)。

5. 文獻(xiàn)名稱及DOI號

Mai, S. ,  Braun, J. ,  Probst, V. ,  Kammer, T. , &  Pollatos, O. . (2019). Changes in emotional processing following interoceptive network stimulation with rtms. Neuroscience.

DOI：10.1016/j.neuroscience.2019.03.014