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情绪影响记忆的神经机制 情绪在人们的日常生活中具有重要作用, 其中在学习和记忆中的作用尤为关键, 它影响着个体和族群的生存状态以及适应环境的能力. 研究者已经对动物和人类被试进行了长期的研究, 然而最核心的问题是, 情绪如何影响记忆, 特别是在人脑中情绪信息加工的脑区和记忆的神经环路之间的交互作用机制尚不明确. 本文简要综述了脑成像和神经心理学的研究, 梳理和评述了有关记忆和情绪的神经机制以及情绪影响记忆的神经机制研究. 基于现有研究证据, 我们提出以下假设并预期今后的研究能够检验这个理论框架: 情绪的两个维度——唤醒和效价可以影响记忆信息在杏仁核-海马回路中的加工, 这种影响是分别通过额-顶叶注意控制网络和以纹状体-前额叶为核心的奖惩系统起作用的. 情绪记忆的神经机制 唐向阳，汪凯，程怀东 编者按：记忆是最重要的认知功能之一。众所周知，在记忆中情绪性事件更易于被回忆起，情绪因素对记忆效率有调节作用，这种情绪对记忆影响效应被称之为情绪记忆。情绪记忆是指情绪对编码、巩固和提取等不同记忆加工阶段的影响。从进化观点看，情绪记忆是人类很重要的认知功能，情绪刺激无论是有利或无利的，都对生物的生存和物种的繁衍产生重大影响。情绪记忆确保一些重要信息被记住而有利于生存。因此，情绪记忆的神经机制成为认知神经科学研究领域的热点。以往，情绪记忆的研究是通过动物行为和社会/临床心理学研究；当前，情绪记忆的研究是探讨情绪性事件如何在脑部进行记忆和学习。对编码阶段研究表明，情绪对记忆的影响是通过增强注意和预测能力，编码后阶段是通过应激激素的释放和记忆痕迹的巩固等。这些研究成果开始从系统水平来探讨情绪记忆的组织网络，为动物模式转换向临床疾病的研究提供了重要桥梁。情绪通常被看作包含两个垂直的维度：情绪效价和唤醒度，两者影响不同形式记忆。 1 情绪记忆的神经机制 神经心理学和脑功能成像研究［3］显示，杏仁核与其他记忆相关的脑区存在大量的纤维联系，并且其交互影响可能在记忆形成过程中起着关键作用，以杏仁核为中心的多个脑区的互动可能是情绪记忆的神经基础。现从认知神经科学角度来阐述情绪外显性记忆的神经机制。 1.1 杏仁核 杏仁核是人类和动物的情绪记忆和情绪反应最重要的脑区，与其他脑区的神经纤维联系对感觉输入进行快速加工，影响生理和行为反应；调控情绪学习和促进海马和前额叶等脑区记忆形成，参与情绪评估和记忆，被认为是整个情绪记忆神经网络的核心［4］。Cahill等［5］研究显示，Urbach Wieche综合征患者未表现情绪对记忆的增强效应，认为双侧杏仁核受损阻碍了情绪对记忆的增强效应。对Alzheimer病（AD）患者研究［6］显示，情绪对记忆的增强效应受损，且受损程度与杏仁核受损程度、情绪性项目相关。对内侧颞叶切除（包括杏仁核）的患者研究［7］显示，对情绪词汇与中性词汇的回忆和再认率相同；海马受损而杏仁核保留完整的痴呆患者仍表现情绪对记忆的增强效应，说明杏仁核是调节情绪对记忆影响的关键脑区。情绪对记忆的影响可能是通过对情绪性事件的注意增强来实现的，注意资源的增多使得情绪性事件更好地获得记忆表征。Adolphs等［8］研究显示，注意集中于复杂事件中情绪性部分优先保存到记忆，杏仁核受损患者不能注意集中于主旨信息，且皮肤导电反应与情绪唤醒度/效价相关，说明杏仁核受损使得情绪认知互动障碍。总之，这些研究证据表明，情绪对记忆的影响关键依赖于杏仁核，杏仁核参与了情绪记忆的神经机制。 1.2 内侧颞叶 McGaugh等［9］研究表明，情绪对记忆的增强效应是通过杏仁核上行调节机制促进内侧颞叶（如内嗅皮质、外嗅皮质、海马及其周围的结构）对情绪性事件进行编码加工。研究还表明，情绪性图片的成功编码较中性图片更多地激活了杏仁核和内侧颞叶，参与的杏仁核和内侧颞叶结构更多。且在编码情绪性任务过程中，杏仁核的相继记忆（Dm）效应与内嗅皮质的Dm效应呈正相关，与海马的Dm效应也呈正相关。此外，情绪性项目Dm效应与中性项目Dm效应位于内侧颞叶的不同区域，前者位于海马旁回的前部，后者位于海马旁回的后部 ［10］。Richardson等［11］功能MRI研究显示，左侧杏仁核严重受损导致左侧海马对情绪记忆的编码加工代偿性地转移到右侧海马。反之，左侧海马严重受损，对杏仁核也产生类似的影响。说明内侧颞叶与杏仁核互动参与了情绪对记忆的调节。总之，大量研究都证实内侧颞叶与杏仁核及前额叶等记忆相关的脑区之间存在大量的纤维往返投射，且其互动在情绪记忆形成过程中起关键作用。 1.3 前额叶 认知神经心理学研究表明，前额叶参与了情绪记忆，且不同的区域对情绪认知有着不同的功能。Dolcos等［12］功能MRI研究显示，与情绪评估正性较负性图片任务相关的更多地激活了左背外侧前额叶，与情绪评估负性较正性图片任务相关的更多地激活了右腹外侧前额叶；与情绪性较中性图片成功编码任务相关的更多地激活了左背外侧和腹外侧前额叶；背内侧前额叶与情绪唤醒度相关；背外侧前额叶与情绪效价相关；眶额叶与惩罚奖赏相关。表明这些区域与情绪加工和自我意识是密切相关的。研究［13］还显示，右背外侧前额叶与非语言材料成功编码是相关的，而左背外侧前额叶是情绪与记忆整合的场所。前额叶被认为监测记忆提取过程中对熟悉感进行评估。两侧背外侧前额叶中央的激活提示对提取信息进行评估；眶额叶激活提示成功提取。正性情绪状态下眶额叶的激活被认为是联合海马和带状前回对情绪性信息记忆加工的增强［14］。前额叶在情绪评估和情绪记忆中起着重要作用，情绪对记忆增强机制部分是通过前额叶增加组织策略、结合语义和工作记忆等获得其他认知资源来实现的［12］。比较前额叶对唤醒度与效价影响是通过不同的认知神经机制。 2 情绪记忆相关脑区的影像学及事件相关电位(ERP)表现 2.1 影像学表现 正电子发射断层扫描研究［15］表明，与情绪记忆编码任务相关的激活在杏仁核和内侧颞叶，且情绪性项目的回忆正确率与情绪唤醒度成正相关，与右侧杏仁核葡萄糖代谢率也成正相关，而中性的记忆编码任务无类似表现。研究还表明，杏仁核（双侧）、岛叶（双侧）和额叶显示了与情绪记忆编码任务相关的激活，且负性较正性项目的激活程度较高，相应的图片再认率也较高。海马等记忆相关脑区与情绪记忆和中性记忆任务相关的均有激活，而杏仁核仅在与情绪记忆任务相关的激活［16］，说明杏仁核对记忆的增强功能部分是通过其与一些于情绪相关的或非相关的对记忆有增强功能的脑区（如海马）的互动来实现的。Dolan等［17］的MRI研究表明，颞极和杏仁核显示了情绪记忆提取任务相关的激活，但在情绪记忆中的作用是不同的，颞极密切联系于情绪记忆的提取心理状态，左侧杏仁核仅联系于情绪性项目的有意成功提取；研究还表明，右侧杏仁核参与情绪记忆的形成，左侧参与情绪记忆的提取，说明杏仁核参与情绪记忆不同阶段是分离的。对自传式记忆研究［18］表明，提取任务相关的激活在右前额叶和右侧边缘叶前部，与情绪记忆相关任务的激活在杏仁核、海马、颞极和岛叶。唤醒度可影响自传式记忆的现象学性质和认知功能，如自传式记忆的提取程度、清晰度和细节等。 2.2 ERP表现 Dolcos等［19］的ERP研究显示情绪性刺激Dm效应（400～600 ms）较中性刺激Dm效应（600～800 ms）快，认为情绪性信息优先获得认知资源。大量的神经影像学及ERP研究［2］结果表明，杏仁核与其他脑区的互动在情绪记忆编码和提取等任务中起着关键作用，杏仁核不但参与了情绪记忆编码，创造了最初的记忆表征；事件结束后，巩固阶段杏仁核继续影响着记忆表征，并把情绪性事件的信息储存到长时记忆转变成更持久的形式，情绪对记忆的影响一直是随着时间的延长而增强的。 3 影响情绪记忆的因素 3.1 性别 神经心理学研究证实，人类在情绪相关的行为有着性别上的差异，如女性的情绪记忆较男性更持久、包含更多的感觉和情境上的细节。Canli等［20］功能MRI研究显示，男性和女性激活了不同的神经环路。男性更多地激活了右侧杏仁核，而女性更多地激活了左侧杏仁核。当进行情绪评估和情绪唤醒图片的后继记忆时，女性参与的脑结构更多，这可能是女性的情绪记忆强于男性的神经基础。杏仁核功能的差异可能系由于解剖结构的不同，男性的杏仁核体积较女性大，相应的杏仁核与下丘脑等脑区有较多的神经纤维联系和性激素受体［21］。认为性别在杏仁核参与情绪记忆过程中的影响有显着差异。 3.2 年龄 Good等［22］ 用MRI研究表明，前额叶、杏仁核和海马等的功能与年龄有密切关系，相对整个脑或其他脑区（如前额叶），杏仁核、海马和内嗅区皮质的老年化改变较少，当情绪遭遇记忆时，杏仁核、海马和内嗅区仍能协同增强记忆。因此，年龄相关性情绪体验是相同的，健康成年人与健康老年人有同样的情感词汇和图片分类能力，但情绪效价（正性和负性）对记忆增强效应随年龄增长而变化的。健康成年人表现为情绪负性效价较明显；健康老年人表现为情绪正性效价较明显。杏仁核和前额叶参与了情绪评估和情绪记忆，当进行情绪面孔试验后继记忆时，老年人比成年人较少地激活了杏仁核，而更多地激活了前额叶和顶叶［23］。可能年龄相关性脑老化导致对记忆的调控神经机制发生改变，从杏仁核海马系统转变到前额叶，认为老年人前额叶（特别是前扣带回、内侧前额叶和眶额叶）通过下行调节机制下调杏仁核对负性效价信息的反应［24］。 总之，情绪对学习和记忆产生的影响是以杏仁核为中心的多个脑区的互动参与了情绪性信息不同的记忆加工阶段。杏仁核通过神经和激素，调节皮质与皮质下等与记忆相关脑区的活动来实现对记忆的影响；前额叶和内侧颞叶等脑区的互动，增强对情绪性事件的记忆和提取等，均是情绪学习和情绪记忆的重要脑结构。在未来研究中，应进一步了解正性与负性情绪效价对记忆影响的相同和不同机制；外显性与隐含性情绪记忆之间的相互联系；杏仁核以外的脑区是如何影响情绪记忆，如何与杏仁核进行交互影响的；情绪对工作记忆和隐含性记忆等其他记忆系统的影响及了解情绪经历对情绪记忆障碍的影响。 关于贫穷和拖延的天才发现 Alex-chen 美国一个跨学科团队今年完成了一项对资源稀缺状况下人的思维方式的研究，结论是：穷人和过于忙碌的人有一个共同思维特质，即注意力被稀缺资源过分占据，引起认知和判断力的全面下降。这项研究是心理学、行为经济学和政策研究学者协作的典范。 研究的主导者是哈佛大学终身教授穆来纳森（Sendhil Mullainathan）——他29岁时就因出色的行为经济学理论，获得“麦克阿瑟天才奖”50万美元奖金；主要合作者是普林斯顿大学的沙菲（Eldar Shafir）。研究成果最早在美国阿斯彭论坛上演示，论文发表于美国《科学》杂志，新书《稀缺：为什么拥有太少后果会很严重？》在9月3日发布，尚未出版就进了《金融时报》年度必读十本商业书籍榜单。 这个研究源于穆来纳森对自己拖延症的憎恨。他7岁从印度移民美国，很快就如鱼得水，哈佛毕业后在麻省理工学院任教经济学，获“麦克阿瑟天才奖”后被返聘为哈佛终身教授。而立之年就几乎拥有一切，他觉得惟一缺少的就是时间，脑袋里总有不同的计划，想把自己分成几份去“多任务”执行，结果却常常陷入过分承诺、无法兑现的泥潭。 一般人遇到这个问题，会去找各种时间管理“圣经”反复研读，但“天才”穆来纳森把正在做的国际扶贫研究和自己的问题联系起来，竟发现他和穷人的焦虑惊人地类似。穷人们缺少金钱，他缺少时间，两者内在的一致性在于，即便给穷人一笔钱，给拖延症者一些时间，他们也无法很好地利用。在长期资源（钱、时间、有效信息）匮乏的状态下，人们对这些稀缺资源的追逐，已经垄断了这些人的注意力，以至于忽视了更重要更有价值的因素，造成心理的焦虑和资源管理困难。也就是说，当你特别穷或特别没时间的时候，你的智力和判断力都会全面下降，导致进一步失败。 研究进一步解释，长期的资源稀缺培养出了“稀缺头脑模式”，导致失去决策所需的心力——穆来纳森称之为“带宽”（bandwidth）。一个穷人，为了满足生活所需，不得不精打细算，没有任何“带宽”来考虑投资和发展事宜；一个过度忙碌的人，为了赶截止日期，不得不被看上去最紧急的任务拖累，而没有“带宽”去安排更长远的发展。即便他们摆脱了这种稀缺状态，也会被这种“稀缺头脑模式”纠缠很久。 穆来纳森的研究，对社会阶层理论和国家政策、技术发展模式乃至个人时间管理等问题，都有重要的启示。以下试举几例—— 例一：美国共和党认为穷人之所以穷，是因为他们不努力；民主党认为，贫穷根源来自社会不平等，国家应主持再分配来支持穷人。穆来纳森却证明两党都错了：穷人不是不努力，而是因为长期贫穷，失去了摆脱贫穷的智力和判断力，这种状况不变，再努力也是白费；而如果仅是简单地分钱给穷人，穷人的“稀缺头脑模式”也会导致无法利用好这些福利以脱贫。所以一个合理的社会流动方式应当是，建立最基本的社会安全体系，同时保有社会竞争上升通道，资源入口向全社会开放，使得个人能保持正常思维，有尊严地奋斗。 例二：时间不够怎么办？传统时间管理原则是利用片段时间和多任务，而穆来纳森研究发现，不是时间不够，而是判断问题的心力不够；利用片段时间和多任务解决方式，反而因分心加强了焦虑，导致无法专心处理主要任务，加剧拖延。解决这个问题，最重要的办法是，减少多任务干扰，求助外界辅导，分割问题，从而淡化处理问题的焦虑。 例三：我们每天都处于信息过载中，很多人被微博信息轰炸得无法判断问题，所以一些人开始用“戒网”的方式来摆脱信息过载。事实上这不是信息过载，而恰恰是“有效信息”匮乏的恶果。在一个严重缺乏公开信息的社会，一旦技术带来部分的信息开放，会造成“饿汉吃自助餐不知如何选择”的问题。同样，我们的头脑还处于有效信息稀缺的时代，有“看到字就觉得很重要”的毛病，尚无法处理高浓度信息。最好的解决方式不是回到信息匮乏状态，而是建立辅助性信息筛选机制，帮助自己挑选重要信息。有趣的是，微信因为是同仁、同事间的互动，起到了一定程度的信息筛选作用，所以微信在中国的发展会慢慢超过今天的微博。 穆来纳森的研究刚刚开始，他关于“稀缺头脑模式”的警示，是我们这个信息和人口爆炸、平均时间和资源都加速减少的时代的一盏指路明灯。 自闭症儿童大脑神经元过多 自闭症是一种大脑神经系统疾病，主要是多种因素共同造成了，最近研究发现，自闭症患儿大脑前额神经元过多造成的，其详细情况，请听北京金童中医医院的专家为我们做介绍： 《JAMA》杂志上刊登的一项尸体研究显示，自闭症患儿大脑前额皮质背外侧与内侧的神经元数量，平均比年龄匹配对照者增多67%。加州大学圣迭戈自闭症中心的Eric Courchesne博士称，本项研究首次量化检测和证实了“自闭者患者幼年时大脑关键区域中存在病理性神经元增多”的理论。由于皮质神经元是在出生前产生的，因此病理性神经元增多提示增殖控制、细胞周期调节和细胞凋亡的分子遗传机制在早期出现了发育紊乱。 很早就已发现，自闭症患儿大脑中涉及高级社会、情绪、沟通和认知功能发育的多个区域存在过度生长(重量和体积过大)和神经元功能障碍。但由于难 以收集年幼死亡自闭症患儿的大脑标本，所以之前并不了解这些异常的神经基础。Courchesne博士等人设法获得了7例自闭症患儿和6名对照者的大脑前 额皮质背外侧和内侧的完整样本，受试者均为男性，死亡年龄为2~16岁。研究者指出，根据小块皮质组织的密度并不能准确估计细胞数量。研究者在每个参照区 域选择8~12个截面采集100枚样本，采用立体测量学方法对神经元计数，采用视觉分层方法计算神经元总量。 对照者均无精神疾病、智力障碍或神经疾病。自闭症患儿存在不同程度的智力、社会功能、沟通能力和功能受损。所有受试者均为足月产，产前无明显异常情况。多数受试者死于意外创伤(溺水、上吊或触电)引起的急性全脑缺血缺氧，1例死于交通事故，1例死于横纹肌肉瘤，1例可能死于心搏骤停。 多数受试者的大脑在大体检查 中未发现异常。自闭症患儿的大脑平均重量为1，484 g，比文献中报道的年龄匹配正常儿童的水平高出了17.6%，而对照者与文献中正常儿童的大脑平均重量仅相差0.2%。自闭症患儿大脑前额皮质背外侧的神 经元增加79%，前额皮质内侧的神经元增加29%，二者合并相当于前额皮质神经元总数比对照者增加67%(19.4亿 vs. 11.6亿)。在校正年龄和死亡距今时间后，上述差异仍具有显著性。 研究者指出，既往对存活的自闭症患儿行MRI检查发现，前额皮质背外侧的变异比前额皮质内侧更强，而该研究显示前者的神经元过量程 度比后者更甚，与MRI发现相吻合。而且，前额神经元数量增加在低倍镜和高倍镜下均不明显，因此神经病理学肉眼观察和非定量性的神经元密度检查均难以发 现。自闭症患儿与对照者的大脑同一区域的神经元大小和神经胶质细胞计数则无差异。 与既往研究中的发现一致，本项研究中自闭症患儿大脑的平均重量大于对照者大脑，提示神经元数量的病理性增加可能是自闭症患者大脑过度生长的重要 原因。然而，对照者大脑重量与神经元数量之间存在线性关系，但二者的关系在自闭症患儿中并不呈线性：神经元计数增加29.4%，而大脑重量增加 17.6%。因此研究者强调，如果根据大脑重量按线性关系进行推测，会低估神经元的增多程度。研究者补充道：“除了这2个主要的前额亚区域之外，其他的大 脑区域是否也存在神经元过量尚不明确。” 老年记忆障碍与前额叶功能 杨炯炯 匡培梓 管林初 翁旭初 中国老年学杂志 额叶是大脑发育中最高级的部分，它包括初级运动区、前运动区和前额叶(prefrontal corte,PF)，其中PF与认知功能关系密切。前额叶又分为眶部、背部、内侧部和外侧部，其中眶部和内侧部、背部和外侧部的结构和功能较为接近。 PF与大脑其它区域有着密切关系。PF和所有的感觉区都有往返的纤维联系，其眶后部和腹内侧部有投射到海马旁回和海马前下脚的纤维，组成了内侧颞叶-间脑系统的一部分；PF与纹状体、杏仁核、颞叶、枕叶和顶叶等脑区的联系也很密切〔1，2〕，因此，PF与多种感觉信息的加工、记忆、思维及情绪等脑的高级功能有关。从细胞水平来看，PF神经元具有多感觉性质，它们参与多种信息的加工；同时，PF神经元具有柱状组织，表现为功能异质性，如一些PF神经元在延缓反应的延缓期放电明显增加，而另一些神经元对行为的其它特性更为敏感〔3〕。PF神经元的这些结构和功能上的特点是其在记忆中起重要作用的神经基础。 行为研究也证实PF与记忆功能有密切关系，包括工作记忆、源记忆、顺序组织、前摄抑制释放(PI)能力、抑制无关信息的干扰、元记忆、组织和计划有意识的活动、问题解决等〔1，2〕。West〔4〕认为PF的功能包括：(1)工作记忆；(2)期待性记忆，依据工作记忆对相应的内外线索反应；(3)控制干扰，抑制与任务无关的表征；(4)抑制优势反应，使行为不受先前反应或主要的环境刺激影响。功能(1)，(2)，(4)由背外侧前额叶(dPFC)支持，功能(3)主要由PF眶部或内侧部完成。West的这一观点可以说明一些与前额叶有关的行为特点，如选择与任务相关的信息，将语义和时空信息结合成稳定的记忆痕迹，计划、组织复杂行为等，因而具有一定的参考价值。 1 与额叶有关的老年记忆功能障碍 记忆障碍是正常老年人的常见主诉，老年人的再认和回忆等测验成绩均较年轻人低。但不同形式的记忆下降并不一致，老年人的外显记忆下降大于内隐记忆；在外显记忆中，再认成绩又好于自由回忆。老年记忆障碍与前额叶受损、内侧颞叶受损的表现有许多相似之处，其中，越来越多的证据表明，老年记忆力下降与额叶功能有密切关系〔5～7〕，PF参与的记忆功能比其它脑区，如内侧颞叶系统支持的记忆功能更早下降。一项研究证明，在12项测定PF功能的测验中，平均年龄为56.62岁的被试有10项比27.71岁的成绩差〔4〕。 1.1 工作记忆 工作记忆又称短时记忆，它的作用是在编码和提取时暂时保持信息，因而在学习记忆等高级认知活动中起重要作用。测定动物记忆能力常采用延迟反应、延迟转换反应和延缓不匹配任务(DNMS)等。研究表明，老年动物的延迟反应成绩降低，老年鼠在DNMS作业中与额叶受损的大鼠表现相似。对老年人的研究也表明其工作记忆容量减少，工作记忆能力下降。Kirasic等〔8〕采用路径分析的方法，对398例老年人的神经心理学测验进行统计后认为，老年人学习能力是因为工作记忆容量减少和信息加工速度减慢所致，前者又是后者的原因之一。 而研究指出，工作记忆主要与前额叶有关，因此老年工作记忆能力下降的神经基础在前额叶〔9〕。一项PET研究发现，在完成位置匹配时，老年人比青年人在枕叶外的区域如PF、顶叶的下部及内侧部的活动明显增多，提示老年人的枕区活动效率下降，工作记忆容量减少，因而加工信息则可能需要比年轻人更多的脑区参与〔10〕。 1.2 源记忆和记忆的顺序组织 老年人对刺激的内容和线索的回忆能力是不同的，其源记忆发生障碍〔11，12〕。源记忆是指对事件发生的时间、地点等线索信息的记忆。老年人可以记住某一刺激，但与年轻被试相比，他们对刺激的颜色、字体、声音等知觉特性、刺激发生的时间、地点及其它线索的回忆率下降。一项研究采用元分析方法将有关的实验进行综合统计，结果提示，老年人对线索的回忆成绩低于对事件本身的回忆，与刺激相关较大的线索回忆要好于那些相关较小的，如对颜色的回忆要好于对视空线索的回忆〔13〕。至少有三种原因造成了上述结果，老年人的注意分配能力降低、工作记忆下降及对无关刺激的控制能力下降。在有多个外部线索时尤其需要工作记忆的参与，以使它们与事件内容更好地结合在一起。 有学者认为，对事件的内容和线索的加工分别由不同的脑区所中介，内侧颞叶系统主要加工事件信息，而PF与线索的加工相关较大。相关研究也表明，额叶受损的病人对事件线索的回忆下降，而老年人与之有相似的特征〔8〕。Craik〔11〕的研究还表明，老年人对线索回忆的线索下降与WCST成绩明显相关，并且与内侧颞叶的功能分离。 与源记忆相似，老年人在顺序组织词、图形或活动的任务中受损。给老年人呈现两组刺激，测验时要求他们判断呈现的词或其它刺激哪一个是较近期见过的，他们的成绩与正常年轻人相比差异显著；或者要求老年人按顺序回忆刚才见过的刺激时，他们的成绩也较差，而相应的再认和自由回忆成绩可能接近正常〔19〕。老年人完成这类任务时与Korsakoff症病人(KS)有相似的特点。给KS病人及对照组被试呈现1940～1985年间发生的15个重要事件，然后要求他们顺序回忆出来，结果KS病人的成绩较差，但再认和回忆成绩与对照组相比并无明显差异〔5〕。 1.3 控制干扰的能力 老年人抑制无关信息的能力也减弱，研究表明，老年人的Stroop效应较大，这提示老年人对先前的优势反应不能很好地控制，以较快地转换行为方式。另一些学者采用从前摄抑制(PI)中释放的实验范式，给被试呈现相同或不同类别的词表，在每一词表呈现后要求他们回忆，相同类别的词表间会有干扰，但若词表间类别不同，被试的回忆成绩要增高。与额叶受损病人相似，老年人的PI释放能力下降，他们抑制先前学习过程的词表的能力较低，语义类型转换较慢，如延迟反应、DNMS等。Shimamura〔1〕认为，PF对其它部位的信息加工具有抑制门控作用，实验也证实动物后皮质区活动减少与dPFC的活动增多有关。但有研究表明，海马受损被试的PI释放能力下降更为明显〔5〕，因此PF与内侧颞叶系统在这项能力上是否相互独立尚待研究。 1.4 策略运用及对记忆的监控 当回忆需要一定的策略参与时，老年人的测验成绩比年轻人低，如回忆非组块词表、低频词时。一项实验采用3组实验材料，非相关的词表、相关但顺序是随机的词表、使用组块的词表，要求老年人和额叶受损病人回忆，结果表明，老年人学习词表的能力中度受损，尤其是那些需采用策略的测验，如未使用组块的词表，这和额叶受损，尤其是右侧额叶受损病人的表现较为一致，提示老年人的自我组织能力下降，不能运用恰当的策略去完成任务〔4〕，而这种功能缺陷与PF功能下降的关系较为密切。 元记忆是对于自己记忆和策略的监控能力，元记忆的测定常采用知道感判断，也有采用其它方法的研究，如要求被选择合适的记忆策略、预测自己的行为、高频估计实验、测验被试的日常生活记忆等。老年人的元记忆能力受到一定程度的损害，他们对自己记忆的估计偏低，自信程度减少，但有关的结果不太一致，可能与测验方法的敏感性有关。PF受损的病人在回忆不出来时，要求他们判断若给出线索，自己能回忆出来的概率，结果他们的估计也较低，虽然他们在其后给出线索后的回忆率与年轻人差异不明显〔5〕。 总之，有些额叶测验成绩与老年人记忆成绩明显相关，老年人记忆功能下降表现为与PF受损相似的特征。近年来，脑功能成像技术已应用于年老化的研究，这对老年认知加工过程与PF的相关性提供了新的依据。Grady等〔15〕的一项研究发现，在完成面孔编码时，年轻被试的右侧海马、左PF和下颞叶活动增多，老年人的上述变化不明显。当回忆不出所学项目时，年青轻试的额叶前部有活动，而老年人则更倾向于额叶后部，提示他们在提取努力中采用了不同的认知策略，老年人正常的认知策略受损〔6〕。 2 PF与老年记忆功能障碍相关性的神经机制 老年人的大脑发生了许多变化，但并不是所有脑结构的变化是同步的，其中一些结构对年老较为敏感，变化较早而严重，如前额叶和海马等。 老年人的脑容量大约减少6%，其中PF和纹状体分别减少10%～17%和8%，而顶、枕和颞叶的容积则大致减少1%，PF对年老最为敏感〔17〕。以往的研究大多采用测定神经元密度的计数方法，认为造成脑容量减少的原因是神经元的缺失，尤其在海马和前额叶，这造成了老年人的记忆功能下降。但近年的研究采用新的细胞计数方法(如立体学技术)并未发现老年脑的神经元有明显减少〔4，7，18〕，因而这并不是老年记忆功能下降的主要原因。 脑容量减少的可能原因是神经元体积变小，而不是神经元的缺失。额叶神经细胞的皱缩比其它部位的发生早且严重，在50～70岁期间PF有22%的细胞皱缩，而顶叶、初级视皮质分别为16%和9%。65岁以上细胞皱缩速度明显增快，上述各部位分别有43%、11%和13%的细胞体积减少〔17〕。另外一些学者认为，多巴胺系统(DA)的退化也参与老年记忆功能降低，多巴胺系统功能与工作记忆之间有相关性〔7〕。有研究证实老年脑的额叶神经递质浓度及受体异常〔4，19〕。18岁龄猴子的PF中DA浓度下降56%，NE及5-HT浓度正常，PF和D1受体下降39%。当给动物注射D1受体阻滞剂SCH23390后，年轻动物的延缓反应成绩下降，对老年动物无作用；而注射D1受体兴奋剂会提高老年动物在此项任务中的成绩〔18〕。因此新的研究认为，树突分枝减少、突触联系的变化、髓鞘结构破坏、信息传递机制异常和神经元的可塑性降低等更可能是老年记忆功能下降的原因〔7，18〕，其中额叶变化最为明显。 3 对今后研究的思考 如上所述，多项研究证实老年记忆障碍与额叶功能有密切的关系。但另一方面，海马功能降低和PF功能下降有时很难区别，在很多任务中常常是这两个脑区同时参与其中。一些研究认为，不同的认知任务中均有联想性和策略性两种因素。前者主要与内侧颞叶有关，而后者与PF有密切联系〔5〕，二者可以发生分离，如WCST与延迟线索回忆，但实际上很难将二者的作用绝对区分开来。Winocur等〔19〕的研究很好地说明了这一点。他们的实验采用Hebb-William迷宫，发现PF受损后主要影响大鼠一般迷宫技能认知，它们可以保持在迷宫A中学习的技能，但当转换至迷宫B时其学习成绩与对照组无明显差异；而海马受损则影响与特定迷宫有关的记忆功能，其行为表现与PF受损的大鼠相反。而老年鼠在这两方面均受损，因而它们可能在PF和海马均有损害。老年人在许多记忆任务中未表现出海马与前额叶功能的双分离现象，而仅仅是单分离并不能说明PF功能的独立性。 因此，目前在研究老年记忆障碍与PF的关系时，对于是否PF单独支持这些功能还是海马等结构也共同参与尚待进一步研究。而且在完成记忆任务时，不同脑区的作用可能既有分离、更有相互作用。如在Moscovitch和Winocur提出的记忆模型中，是将海马和PF的功能结合起来考虑的。这种观点对于我们认识记忆过程的脑机制很有帮助。 PF的特点之一是功能的多样性。根据脑血流变化和脑代谢活动分析，PF至少有17个功能不同的区域，但额叶受损病人的受损部位常常很大，并不局限于单一的基本功能〔7〕，因此，研究老年记忆障碍与PF的相关性具有一定的困难。另外，以人作被试，个体间的差异是误差的重要来源，而由于这类病人本身就很少，仅仅靠增加样本量的方法是不可行的。因而研究额叶功能应采用动物实验模型、神经心理学方法和脑功能成像技术相结合的途径，从不同方面揭示老年记忆障碍的脑基础；同时采用生理、生化手段将PF的内部构造进行结构和功能分析，会使我们对PF功能及它在老年记忆障碍中作用的认识大大前进一步。 1 指导者作者简介：杨炯炯，女，28岁，医学心理学硕士，现在中国科学院心理所攻读生理心理学博士学 位 匡培梓，女，研究员，博导，主要研究学习记忆的脑机制作者单位：杨炯炯 匡培梓1 管林初1 翁旭初1 (中国科学院心理研究所，北京 100101) |
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