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右侧腹外侧前额叶皮层和社交痛苦下调:一项原创性TMS研究

人类具有保持社会联结以及归属的需要,类似于其他基本需求,当丧失社会联结时,人们会感到痛苦,研究者将这种痛苦称为“社会性痛苦”。社会痛苦会对人们的身心健康造成严重的负面影响,因此,研究如何缓解社会排斥的消极影响显得尤为重要。而国内关于社会痛苦的实证研究较少,对社会痛苦的病理机制尚不明确。同时,治疗缓解的方式也仅仅依靠患者本身。


2019年12月2日,深圳大学张丹丹教授带领的团队在脑科学领域重要杂志Human Brain Mapping 发表了《The right VLPFC and downregulation of social pain: A TMS study》。该篇文章前瞻性的提出了右侧VLPFC与社会痛苦间的特有关系,以及TMS应用于缓解社会痛苦的有效性。研究中采用深圳英智科技有限公司生产的M系列脉冲磁场刺激仪和德国BP公司的32导ERP系统联合采集数据。


摘要

过去的研究证明了右侧腹外侧前额叶皮层(RVLPFC)关键性的参与了生理和社会痛苦下调。然而,仍然不清楚RVLPFC是否更具体的针对生理或社会疼痛。本研究比较了RVLPFC在使用英智科技生产的重复经颅磁刺激(rTMS)的生理和社会疼痛条件下的情绪调节作用。总共60位实验人员,在RVLPFC上分别使用rTMS真刺激(n=30)和假刺激(n=30)。在每次TMS治疗之后,参与者进行了评估任务,以及下调由图片引起的想象中的生理或社会性痛苦的重新评估任务。在情绪调节任务期间,记录自我报告的负面情绪评分和脑电图数据。然后,参与者被要求在任务结束后30分钟,对这些图片的效价(图片愉悦程度)和唤醒度(图片带来的兴奋程度)进行评分。实验发现在重新评估过程中,rTMS激活的RVLPFC导致主观消极感觉的减少和晚正电位波幅降低;然而,这些影响完全是在社会痛苦的情况下发现的。参与者还反映了,在完成任务30分钟后,对比于生理痛苦,社会痛苦照片的正价更高。行为和电生理证据都支持RVLPFC在调节社会性痛苦方面的功能特异性。由于rTMS的显著延迟效应,使得rTMS作用于VLPFC,在缓解社会性痛苦的临床实践中的潜在应用成为可能。


实验方法

参与者:深圳大学60位健康的大学生(均使用右手),随机分配到真或假TMS刺激组。一位由于身体不适,未完成实验,故假刺激和真刺激组分别为29名(12女性,年龄=21.5±2.2岁)和30名(13女性,年龄=21.3±1.8岁)实验人员。两组人员在年龄和性别上无明显差异。
实验设计和程序:选择共120张图片,其中60张为社会性痛苦图片(选自过去研究中的社会排斥图片),另外60张为生理痛苦图片(下载自使用“生理痛苦”搜索到的网络图片)。实验使用离线TMS程序来减少副作用(敲击声和肌肉抽搐),而rTMS会应用在实验任务期间不同的时间窗中。第一个15分钟的TMS刺激在任务前使用,第二个15分钟的TMS刺激在被动观看和重新评估模块间使用。在重新评估阶段后,允许参与者休息30分钟,再使用9分制对120个图片的效价和唤醒度进行评分。
情绪调节任务:60张生理痛苦和60张社会痛苦图片被随机分配给评估和重评估模块,每个模块包括30张图片。在被动观看图片的过程中,让参与者想象自己是图片中的主角,想象她所感受到的痛苦;在重新评估时,让参与者想象自己是图片的主角,但可能情况并不像看到的那么糟糕,可能下一步就是好的结果。
rTMS刺激:使用英智科技生产的磁刺激器,以及与其相连接的八字线圈。首先测量静息电位阈值(rMT),其次使用10Hz的rTMS,刺激强度为90%的rMT来刺激实验人员。一次刺激15分钟,包括了30个序列(共1170个脉冲),每个序列持续3.9秒,序列间间隔为26.1秒。假TMS刺激组,线圈与头部呈90度,并不会诱发任何可测量的电流。

EEG记录和分析:使用32导联的EEG记录数据。使用Matlab R2011a来进行数据分析。使用独立分析技术来去除眼部伪影,0.01-30Hz的带通滤波器来过滤EEG信号。LPP成分通过测量在400-1000ms内的P3,P4,Pz,CP1和CP2电极位置的平均波幅来得到。


结果

1> 参与者反映对比于评估模块,在重新评估中较少的负面情绪;

2> 在社会痛苦图片中,对比于假刺激组,真TMS刺激组表现为较大的再评估优势(评估和再评估间的差异评分)。在生理痛苦图片中,两组间无明显区别;

3> 再评估模块比评估模块获得较小的LPP幅值。由生理痛苦照片诱发的LPP大于由社会痛苦诱发的LPP;

4> 真刺激组反映的图片效价高于假刺激组,社会痛苦图片的效价高于生理痛苦图片,且在真刺激组中社会痛苦的效价高于生理痛苦,而假刺激组中没有该表现。


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总结

1> rTMS激活的RVLPFC区域成功的导致了社会痛苦情绪下调(较低的负面情绪评分和LPP振幅的降低),但是对生理痛苦无影响;2> 研究发现,与假TMS组相比,在重新评估社会排斥图片时,LPP幅度的降低在真刺激组中更为突出,这表明rTMS促进了VLPFC的情绪调节功能,从而降低社会痛苦水平;3> 在重新评估任务后,正如真刺激组中的社会与生理痛苦图片所报道的更积极的效价所揭示的那样,社会痛苦调节的rTMS诱导效应持续存在30分钟。


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