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　　当前社会经济和科技发展迅猛, 人们学习、工作和生活方式发生深刻变革, 节奏加快, 社会竞争激烈. 近年来, 各种压力所带来的情绪问题(如抑郁症、焦虑症)的发病率持续增加, 且逐渐呈现低龄化趋势. 据统计, 我国约有15%~30%的人群呈现出临床水平的情绪问题, 其中就包括千万以上的儿童青少年, 给家庭、学校和社会带来沉重负担. 近一年来出现的“新冠”疫情, 给家庭和社会带来了巨大的影响, 同时也给儿童青少年带来了不小冲击. 情绪问题背后是多因素的复杂交互, 其中遗传因素和环境因素相互作用, 对情绪问题的产生和发展有重要的影响. 结合认知神经科学、生理心理学和行为遗传学的方法, 从基因、环境、脑和行为多维度探讨情绪的毕生发展特征与影响因素, 将有利于人们理解情绪相关障碍发生发展和演化机制, 探索有关情绪障碍的预防与干预手段; 同时, 在“认识脑”的基础上, 进一步探究基因与环境因素对情绪发展的影响, 带动“保护脑”和“开发脑”, 对我国促进国民心理健康和经济社会发展具有重要意义. 本文将从毕生发展的角度梳理情绪发展的特征, 同时梳理发展过程中基因与环境因素的重要作用. 同时结合国内外研究, 探讨和分析当前情绪发展研究的机遇与挑战, 对未来情绪发展的毕生研究提出展望.

　　1 情绪的认知神经发展

　　1.1 胎儿与婴幼儿期人类的神经系统发育很早, 其中胎儿期是神经系统开始形成的重要发育时期, 尤其是大脑的发育, 具有高度可塑性同时也很脆弱, 很容易受到风险遗传与环境的影响. 大脑在胎儿期快速发育, 并且伴随着“由内而外”的发育模式. 在妊娠中期, 约20孕周, 胎儿大脑已发育出主要的解剖结构. 虽然此时胎儿的大脑依旧很平滑, 且皮层缺乏沟回, 但已经有开始发育的趋势[1,2]. 18~24孕周胎儿的额叶、颞叶、枕叶和顶叶已开始分化, 并在26~29孕周完成神经元迁移与分化, 突触开始形成. 大约从34孕周直到出生, 胎儿每秒大约生成四万个神经元, 伴随着神经元细胞的凋亡和髓鞘化的产生, 胎儿大脑神经元之间连接的准确性和速度均有很大提升[3]. 胎儿不同区域的发育轨迹也不尽相同, 总体呈现从内侧向外侧, 从后部向前部的规律[4]. 随着孕期的增加, 胎儿的脑灰质体积相比白质体积显著增加, 且枕叶与颞叶的发育最快, 其次是额叶, 前额叶作为额叶中最晚发育的部分, 在孕期中灰质体积增加不显著[5]. 近年来, 研究者们采用超声波、磁共振成像等无损手段, 逐步完成了20~44孕周的胎儿脑影像和多种筛查指标的测量[6]. 结果表明, 在胎儿发育过程中, 脑网络模块化也随年龄变化, 相比于孕期初期的胎儿, 即将出生的胎儿不仅模块内高度泛化, 模块间的连接也显著增强, 表现出逐渐增加的长距离脑网络的连接模式[4], 同时, 模块中关键性枢纽节点也存在“小世界”属性. 胎儿发育过程中核心功能节点主要出现在中部颞叶、梭状回、岛叶、额下回、眶额皮层及初级感觉运动区, 这些区域有广泛的功能连接[7]. Turk等人[8]的研究表明, 胎儿许多结构区域的功能分化已与成人相似, 一致性区域高达66个, 且与视觉、运动、默认网络等有关. 但与情绪调节相关的内侧额叶区域的相关网络仍未发育成熟. 这些结果表明在出生前, 胎儿已具备视觉、运动、默认网络等相关区域的广泛连接, 来支撑出生后高级认知功能的发育, 但与情绪调节、决策和认知控制有关的功能却仍不成熟[9](图1).

　　1.2 儿童与青少年期随着进入儿童期, 大脑发育逐渐变得复杂, 大脑灰质体积持续发育直到青春期开始下降, 出现“皮层修剪”, 白质体积持续增长, 直至30岁达到顶峰[45,46]. 皮层下情绪及奖赏相关核团的发育与全脑灰质发育类似, 杏仁核、丘脑、纹状体在出生后第一年灰质体积增长105%, 第二年增长15%. 海马发育较慢, 出生后第一年灰质体积增长大约84%[47]. 皮层表面积在出生之后第一年增长76%, 第二年增长22%, 并达到69%的成人水平. 从3岁开始到12岁, 皮层表面积随着年龄线性增长, 之后逐渐减小[48,49]. 进入儿童期之后, 大脑在迅速发育的同时逐渐开始两性分化, 并同时体现出复杂的情绪体验和较好的认知共情能力. 研究表明, 女孩在学前阶段即表现出社会意识方面的优势. 女孩在儿童期比男孩更加具有亲社会性和较高的共情能力, 而且表现出较好的社交能力和对于他人意图的理解能力[50]. 同时, 许多精神类问题和疾病也悄然发生, 并伴随着显著的性别差异, 情绪相关障碍多见于女性, 且发病率是男性的两倍[51,52]. 此外, 许多儿童青少年常见的行为问题也逐步显现, 表现出冒险性和成瘾等行为, 这些可能跟儿童青少年期大脑发育的不均衡性与显著的性别差异相关. 男孩在14.5岁时大脑总体积达到顶峰, 女孩则更早, 约11.5岁[53]. 不同区域皮层灰质体积发育轨迹不同. 额叶与顶叶体积在约12岁到达顶峰, 颞叶则稍晚[53]. 不同性别个体的杏仁核与海马发育轨迹也不同, 大样本横断研究表明, 儿童青少年男孩的杏仁核与海马体积显著大于女孩, 并且伴随着不同的发育轨迹[54]. 儿童后期女孩的杏仁核体积开始加速增长, 到达顶峰后开始下降, 但男孩的杏仁核体积持续增长, 贯穿整个青少年期[55](图2).

　　1.3 成年期与老年期经过青春期的大脑功能重组, 儿童青少年的大脑发育进入较为成熟的成年早期. 这一时期女性的情绪波动随着月经的不同周期和怀孕的不同时期而变化, 男性个体的情绪波动随体内性激素的变化而变化, 主要表现为受雄性激素调节的杏仁核与眶额皮层的激活模式与受雌激素和黄体激素调节的内侧前额叶的激活模式[73]. 月经期间女性体内激素水平的异常, 导致女性个体的经期综合征, 同时也有潜在发展为抑郁的可能. 女性产后体内激素再一次发生变化, 导致体内雌激素与黄体激素的变化, 与产后抑郁等症状有直接的关系. 成年后至中老年, 个体认知功能与感知功能开始逐渐降低. 研究表明, 与年轻个体相比, 正常老化的个体有更高的日常皮质醇水平和基线皮质醇水平[74], 血浆中糖皮质激素升高与海马体积和记忆水平呈负相关关系[75], 同时升高的糖皮质激素潜在影响个体的前额叶功能. 但老化对于额叶的影响也不尽相同. 认知老化影响个体背外侧前额叶区域, 主要影响老年个体的流体智力水平, 但不会对腹内侧前额叶造成影响, 表现出更好的情绪调节能力[76]. 虽然老年群体情绪调节能力不会随着年龄增加而降低, 但是, 中老年个体往往经历着伴侣离去、孤独、失独以及慢性疾病所引起的慢性疼痛等应激事件, 这往往也增加了晚年个体罹患抑郁的可能性.

　　综上所述, 进入成年期及中老年期, 压力生活事件会对个体情绪问题造成重大影响, 但遗传与环境的交互作用依旧存在.

　　2 情绪发展的重要影响因素

　　2.1 遗传与环境因素的交互作用遗传与环境因素影响且伴随着情绪的毕生发展, 并决定了情绪问题个体差异的产生和形成(图4). 儿童青少年期大脑的可塑性极高, 也是认知发展的关键期, 极易受到遗传、家庭和社会环境等因素的影响, 成为情绪问题发展的高风险期[78]. 遗传决定了个体应对不良环境所表现出的个体差异, 即“素质”. 根据素质-应激模型, 一旦环境因素超过了“素质”决定的临界阈限, 则会导致相关情绪问题的发生[79]. 基于大脑的结构与功能成像指标, 被认为是遗传与环境的交互作用在情绪问题产生过程中的中介环节, 即内表型. 生命早期大脑内表型由基因预先编码并受到孕期环境因素的调控, 发展过程中任何时间所经历的外部压力都有可能导致内表型偏离发育轨道发生异常[78]. 早期的不良外部环境, 如虐待、应激事件等, 都与基因的不同表型产生交互作用, 通过大脑的内表型, 导致儿童青少年情绪问题的产生.

　　2.2 早期生活应激应激事件影响个体毕生发展, 对个体带来的影响最早可追溯到孕期(图4). 母孕期的心理应激、焦虑及抑郁水平被认为是儿童青少年情绪问题的关键风险因素. 母孕期感知到应激信号时, 会诱发母体HPA轴的兴奋与终端产物皮质醇的分泌, 进而调节母亲的生理和心理反应. 动物研究表明, 母亲在应激条件下所诱发的皮质醇分泌, 一部分会通过胎盘传递给子代, 影响胎儿的HPA轴活动和皮质醇分泌以及后续的发育过程[35,36]. 对于人类而言, 女性孕期应激对婴儿后续的发育有长远的影响. 早期孕期的超负荷压力对婴儿的神经系统和身体发育有重要的影响[87], 包括后代较小的体型和较低的体重[88]. 儿童期所经历的逆境, 包括父母缺失、虐待等, 会导致儿童HPA轴失调, 同时可能会导致儿童在青春期有更大的可能性罹患抑郁症[89]. 早期逆境促使与情绪相关的基底外侧杏仁核的树突先萎缩、恢复后再增长, 同时中央内侧杏仁核树突显著减小[90], 并能够预测青春期杏仁核与腹内侧前额叶的连接强度[91], 说明早期应激事件能够影响青春期情绪调节环路的功能. 个体进入青春期后, 随着生活压力事件的增多, 其情绪问题发生也增多, 早期应激事件的不利影响逐渐在青春期显现. 这些说明生命早期从孕期到青春期, 应激事件会对儿童青少年心理与行为的发育造成压力, 而且这种压力会持续影响脑与行为发展, 并产生负面的情绪问题.

　　2.3 社会经济地位儿童青少年期所经历的不同压力经验会表现在儿童智商、学业成就和升学率上, 并最终表现在成年期的收入水平和社会地位上(图4). 近年来, 越来越多的研究关注家庭社会经济地位对儿童神经内分泌系统的影响[92~94]. 其中, 低社会经济地位被认为是儿童发育早期的诸多不利因素之一, 也是慢性应激状态之一. 长期处于低社会经济地位家庭的儿童, 较多受到压力和同伴欺凌, 同时其神经系统发育也受到严重的影响. 以往研究表明, 低家庭社会经济地位的儿童可能会面临更为混乱的社会环境和更多的生活不确定性, 这样会加大儿童的心理负荷, 使其处于慢性生理应激的状态. 可见, 贫困、父母受教育程度低的家庭环境是导致儿童压力的一个重要因素. 童年长期处于不利环境中, 会导致HPA轴系统失调. 研究表明, 后天环境因素约占环境因素的近一半以上, 而社会经济地位, 即主要因素之一[95]. 社会经济地位较低的儿童, 其基线皮质醇反应和皮质醇觉醒反应与慢性应激条件下个体的模式接近, 即具有较高的基线皮质醇[96], 但较低的CAR水平[97]. 额叶与杏仁核都含有较高的肾上腺皮质受体, 容易受皮质醇水平的影响. HPA轴失调能够显著影响个体的杏仁核-前额叶功能连接[98]与额叶激活[99]. 低社会经济地位的家庭, 由于长期处于不利因素中, 其儿童的基线皮质醇水平显著增高, 且能够显著预测未来杏仁核-腹内侧前额叶功能连接, 同时也导致杏仁核与前额叶的体积显著减少, 使儿童的认知功能与情绪调节功能处于劣势, 严重影响儿童早期心理健康. 此外, 早期的研究表明, 共情的发育也受到社会经济地位的影响. 较低的社会经济地位或较差的医疗环境会降低遗传的影响, 导致儿童共情基因不能得到良好的发展, 不良环境主导了共情能力的发展[100].

　　综上所述, 童年期所经历的不同压力, 包括较低的社会经济地位以及童年期不幸, 会对儿童青少年的脑发育与生理响应造成影响, 显著影响儿童的心理健康, 同时, 早期生活环境与遗传的交互作用使情绪问题的成因更加复杂.

　　3 学科未来发展方向的预测和展望

　　当前社会情绪相关障碍的发生率逐步升高, 首发时间呈现低龄化趋势, 面向心理健康与精神卫生的“健康中国2030”战略规划的实际需求, 依托现代心理学、认知科学、脑科学以及人工智能等深度交叉融合的快速发展, 为情绪发展的认知神经科学研究提出了新的视角. 目前情绪发展神经科学的研究主要包含以下几个方面: 首先, 建立正常与异常儿童青少年队列研究. 采用横断与纵向追踪结合的设计, 获取大脑正常发育特征和发育轨迹, 从个体差异角度揭示焦虑特征与抑郁特征的发育模型, 利用大数据多模态样本构建大脑结构与功能发育与早期影响因素及遗传因素的关联. 其次, 探索异常儿童青少年的认知神经机制, 研究情绪相关障碍的发生发展特征, 与正常儿童发育做对照, 探讨情绪相关障碍的异常活动模式与连接模式. 再次, 从基因与环境对脑智发育交互影响的角度, 探索儿童青少年情绪发展的易感性因素和保护性因素. 最后, 通过大样本和队列研究所提供的特征, 对情绪相关障碍进行分型与预警, 同时依据特征设计无创的情绪问题干预手段.

　　4 国内发展路线图

　　抑郁与焦虑作为情绪相关障碍, 一直是国内外关注的重点. 随着国际形势日趋变化, 国内竞争更加激烈, 情绪相关障碍发生趋于低龄化, 检出率逐年增高. 同时随着我国社会逐渐老龄化, 老年期情绪障碍问题逐步显现. 对于国民情绪毕生发展的多维度、多中心和大样本数据库建立已迫在眉睫. 目前, 国际上已经成立了若干脑发育数据库, 如美国青少年大脑认知发展(Adolescent Brain Cognitive Development, ABCD) 研究[119]、人类连接组毕生发展项目(Lifespan Human Connectome Project in Development, HCP-D)[120]、内森-克莱恩研究所-洛克兰样本(The Nathan Kline Institute-Rockland Sample, NKI-RS)[121]以及关注认知老化的数据库, 如阿尔兹海默神经影像计划(Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative, ADNI)[122]等. 近年来,国内诸多研究单位陆续启动了儿童青少年脑智发育研究的中小型队列研究, 已经开展“北京BABRI老年脑健康促进计划” [123]社区临床队列研究, 目前已完成一万三千余人的多维度指标测量, 加速了毕生发展认知神经科学的步伐. 国内脑计划已经过多方论证, 提倡“认识脑、保护脑、开发脑”, 主要研究内容包括脑认知原理解析、脑介观神经联结图谱绘制, 脑重大疾病机制与干预研究、儿童青少年脑智发育, 类脑计算与脑机融合技术研发, 势必带动脑健康保护、脑疾病诊治、脑潜能开发等相关研究迅速开展. 其中, 解析情绪发展与脑智发育关联及其情绪问题和障碍机制, 已成为国内外现代心理学、脑科学和精神病学等重要领域的主要研究内容之一. 我国正面临着多种健康影响因素交织的复杂局面, 心理健康和精神卫生被列入“健康中国2030”战略规划. 基于该大背景, 国内应在以下4个方面部署发展路线.

　　参考文献

　　1 Fogliarini C, Chaumoitre K, Chapon F, et al. Assessment of cortical maturation with prenatal MRI. Part I: normal cortical maturation. Eur Radiol, 2005, 15: 1671–1685

　　2 Encha-Razavi F, Sonigo P. Features of the developing brain. Childs Nerv Syst, 2003, 19: 426–428

　　3 Monk C, Lugo-Candelas C, Trumpff C. Prenatal developmental origins of future psychopathology: mechanisms and pathways. Annu Rev Clin Psychol, 2019, 15: 317–344

　　作者：徐家华1,2, 周莹3 , 罗文波4 , 罗跃嘉1 , 秦绍正1,2*

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