积极情绪和消极情绪的大脑反应差异研究综述

1、心理与行为研究2007,5(3:224228Studies of Psychology and Behavior2241积极情绪和消极情绪的划分在情绪类型的划分上,存在多种分类方式。传统的情绪理论认为人类的情绪可以通过几个维度进行区分,目前较为常用的方法是“效价唤醒度”的划分方法:依据效价(valence 将情绪分类为正、负两极,位于正极的称积极情绪,通常带来愉悦感受,位于负极的称消极情绪,通常产生不愉悦感受;同时依据唤醒度(arousal 区分情绪的强弱,唤醒度越大,所产生的情绪就越强烈。情绪的这一分类方法在当前情绪研究中仍在广泛应用,应用事件相关电位(ERP 、功能性核磁共振(fMRI 、

2、正电子放射断层扫描(PET 等先进实验手段的研究中也在使用。人们认为有几个方面的原因使研究者没有对情绪进行更为细致的划分:首先,在实验情景下,诱发积极或消极情绪比诱发具体某种情绪要简单得多。其次,诱发某种具体情绪时会有很大的风险,因为被试很可能不能被恰当地诱发出研究者所希望的情绪。再次,从研究者的目的来说,并不一定非得诱发某种具体的情绪,因为积极情绪和消极情绪各有其特性,诱发出积极或消极情绪就达到了研究的目的。因此,在当前研究工作中效价唤醒度划分情绪的方法仍具有广泛的应用价值。情绪的产生总是会伴随着相应的躯体反应以及心境的改变。那么积极情绪和消极情绪在生理反应和情绪表达上存在哪些差别?随着先进

3、研究手段的应用,对积极情绪与消极情绪的生理特性进行比较的研究日益受到重视。Barrett 等认为,一旦控制了随机误差和系统误差,积极情绪和消极情绪在反应与表达上将会具有很强的两极性1。本文试图从不同的角度归纳和比较积极情绪和消极情绪的大脑反应差异。2从生物进化角度看待积极情绪和消极情绪积极情绪和消极情绪在个体进化过程中具有不同的适应意义,进化的适应性使积极情绪和消极情绪具有不同的生理反应。消极情绪,像愤怒、恐惧和厌恶等,被认为是人类进化过程中具有适应意义的产物,是我们的祖先面对威胁时的适应行为:愤怒产生攻击行为,恐惧促使个体逃跑,厌恶产生驱逐行为等等。处于消极情绪状态时个体的思维会变得越来越狭

4、窄,思维往往聚焦于引起消极情绪的事件或情境,心态变得警惕而紧张,肢体血流加速,以备随时的“争斗或逃离”。可以说,这些功能都有利于我们在生命受到威胁的环境中获得生存2。而积极情绪却不能从这样的适应角度进行解释。Fredickson 的“拓展塑造理论”(broaden-and-build theory 认为,从进化的角度说,积极情绪不是为了解决生存问题,而是为了解决个人的成积极情绪和消极情绪的大脑反应差异研究综述*杨丽珠1董光恒1金欣俐1,2(1辽宁师范大学心理学系,大连116029(2大连医科大学附属第一临床医院,大连116010摘要情绪的产生通常伴随着相应的生理变化。积极情绪和消极情绪在进化过

5、程中具有不同的适应意义,形成了不同的生理反应。该文综述了积极情绪和消极情绪在大脑中的反应差异,归纳了相关的研究结论和存在的争论,并指出寻找敏感情绪指标、脑功能定位、情绪调节等三个方向可能会在未来几年显著的推动情绪研究的进步。关键词积极情绪,消极情绪,大脑反应,差异。分类号B845收稿日期:2007-1-24*本研究得到高等学校博士学科点专项科研基金20040165002项目和辽宁省社会科学基金L06BSH005项目的资助。作者简介:杨丽珠,女,辽宁师范大学心理系教授,博士生导师。Email:yanglizhu126 。第3期长和发展问题:积极情绪具有更长远利益上的适应意义3。它可以使个体获得一

6、系列的个人资源,比如身体资源(身体技能、健康、社会资源(友谊、社会支持网络、智力资源(知识,执行控制和心理资源(张力,创造性和乐观等。积极情绪具有拓展我们的注意、认知和行为,开阔知觉、思维在脑中反应倾向的功能:处于积极情绪状态的个体思维开阔、心态积极而放松,更容易发现事件的积极意义4。它促使个体产生探求更为广范事物的想法和行动(玩、探索、统合,而这一切又反过来给个体带来积极的情绪反应5。3行为趋避系统对积极情绪和消极情绪在脑中的生理基础,相关研究主要关注于两个方面,第一是行为趋近系统(behavioral approach system,BAS,负责组织脑中与趋近奖励和逃离、回避惩罚的反应,负

7、责对环境诱惑的刺激做出响应。第二是行为抑制系统(behavioral inhibition system,BIS,负责对令人厌烦的惩罚和刺激做出响应,或者促使个体对奖赏刺激做出延迟反应6。Depue等认为BAS是一个在进化中具有驱动个体行为,能够产生趋近意义的搜寻行为和获得奖励为目的的情绪系统7。神经科学家用EEG, PET,fMRI等研究手段,探索了个体在充满诱惑和令人厌烦过程中的行为的神经解剖学的基础。研究发现,前额叶皮层(pre-frontal cortex,PFC的不对称性与趋近和回避系统的特定形式相关:左侧PFC区域与积极情绪和趋近行为相关,右侧PFC 区域与消极情绪和退缩行为相关8

8、。另外,Sutton 和Davidson应用EEG对额叶前部激活程度进行测量时发现:具有更明显左侧额叶前部激活的个体相对那些表现出更强烈右侧额叶前部激活的个体,在BAS上的得分要相对高于在BIS上的得分8。但是,也有神经科学家证明情绪活动涉及中脑(midbrain的许多部位,而不仅仅是前额区域,并且这些部位之间存在着复杂的相互影响9。并且,前额叶功能不对称性是不完全的:BAS和BIS都能各自驱动趋近和回避行为,也就是说,各自具有产生消极情绪和积极情绪的部分潜能10。4脑半球差异在情绪的脑半球问题上,目前仍存在着很多的争论。其中重要的就是效价假说(valence-hypothe-sis。该理论认

9、为人类大脑左半球支配积极情感而右半球支配消极情感,也就是倾向于认为左半球处理积极情绪,右半球处理消极情绪。这一学说得到了大量的研究支持。Ahern采用EEG对积极情绪和消极情绪的对比研究发现,积极情绪和消极情绪在大脑的额区具有单侧化效应,积极情绪在左半球有更高的激活11。Davidson和Ekman的实验结合了神经科学的方法和面部表情分析的方法,实验者有目的地拍摄了Duchenne症患者对两个“高兴”电影片断和两个“厌恶”电影片断时的表情反应,同时用EEG记录脑生理电反应。结果表明Duchenne患者表现出的高兴反应与大脑左侧激活相联系,厌恶与大脑右侧激活相关。Davidson认为EEG显示的

10、Alpha波段(812赫兹的不对称性标示着个性特质,具有左侧半球激活的个体通常使用更积极的方式,而那些右半球激活升高的个体倾向于用消极的反应方式12。Davidson 另有研究发现,具有更多左侧前额叶激活的个体相对于那些右侧激活更多的人,可以更迅速地从消极情绪或者沮丧情绪中恢复正常13。Ashby提出,适度的积极情绪状态会使中脑区域、前扣带皮层的多巴胺水平升高,而多巴胺会提高思维的灵活性,使个体克服习惯化反应的能力增强9。很多学者对大脑左右半球差异的原因进行了解释。Silverman和Weingartner认为两个半球的差异来源于他们信息加工的方式:右半球分析感官信息的早期成分,负责防御性行为

11、,通常暗示着负性情绪。左半球分析随后的成分,特别是探索、趋近和人际交流内容,通常暗示着正性情绪14。Borod认为,负性情绪与生存相关,消极刺激通常需要个体对外界威胁的输入信息进行加工与合成,当然其中更多是在右脑进行。积极情绪更多与语言和交际行为相关,也就是左侧半球的任务15。但是,在大脑半球优势上也存在不一致的声音。Tucker等的研究得出了相反的结论(左半球处理消极情绪,右半球处理积极情绪。究其差异原因,许多学者认为可能和左右利手相关。最新应用PET和fMRI的研究也表明大脑绝不像想象的那么简单,在情绪发生过程中大脑的许多部位被激活,在大脑的左右、前后部位都会产生活跃区域16。这些都需要进

12、一步研究来证明。225第5卷心理与行为研究5积极情绪和消极情绪相关大脑区域差异随着脑功能成像技术的发展,对情绪的大脑定位的研究不再宽泛地定位在某个半球,而是进行更精确的空间定位。有许多应用ERP、fMRI、PET 的研究已经揭示了某些情绪活动的脑定位。尽管这些研究结论还很难使我们得出因果关系的判断。5.1前额叶皮层前额叶皮层位于脑的最前方,额叶的运动皮层和前运动皮层的前部。它接受来自丘脑内背侧核的投射。它主要通过背外侧、腹内侧和眶部来执行和发挥不同的作用。PFC是情绪中枢的重要环节之一,在情绪加工中发挥着重要的作用。采用PET 研究发现,负性情绪形成时在右侧眶前回、额下回、额中回、额上回等部位

13、发现葡萄糖代谢率增高,而正性情绪则导致左侧中央前回及后回的葡萄糖代谢率增高17。在精神分裂症患者的治疗中,切除PFC是方法之一,但手术后往往发现患者出现许多情绪变化,不能有效控制情绪,情感冷漠等。患者几乎无例外地出现消极情绪,难以被诱发积极情绪18。对正常人及焦虑症患者的神经成像研究表明,PFC 诸多区域的活性增长可反映消极情绪的加重。对心境障碍或焦虑障碍患者的脑电测量结果显示:PFC 活性左右不对称使得情绪反应调节过程显示出个体差异,左侧PFC活性强的患者有可能比右侧PFC活性强者更快地从消极情绪和应激状态中得到恢复。左侧PFC兴奋常导致积极情绪(如快乐,而激活右侧PFC导致消极情绪(如厌恶

14、、悲伤、恐惧。5.2杏仁核杏仁核是人脑情绪网络结构中的一个重要部位,它由13个核团组成,杏仁基底外侧复核和中央核被认为是恐惧学习和记忆的重要中枢:杏仁基底外侧复核涉及感觉信息输入和加工,而杏仁中央核涉及恐惧行为的表达。长期以来,对杏仁核损伤病例的观察和研究一直是探讨其在人类情绪记忆问题的主要资料来源。研究显示,杏仁核毁损可阻断大鼠对敌人和新异事物的恐惧19。在面孔辨别任务中,双侧杏仁核损害的患者认为陌生面孔容易接触,他们辨别恐惧表情的能力较差20。这些研究都显示杏仁核在消极情绪中发挥作用,而很少参与积极情绪的加工。有的研究直接用电刺激人脑杏仁核,从而导致个体产生大量的厌恶性情绪反应和恐惧情绪,

15、反过来,在厌恶性情绪反应时杏仁核神经元的活动也明显增强21。Breiter等人用fMRI研究显示杏仁核在情绪信息处理过程中表现快速适应现象,厌恶条件反射任务中可观察到杏仁核的早期激活。这一结果提示,在情绪记忆的处理过程中杏仁核可能仅在初期发挥作用22。5.3伏隔核伏隔核(nucleus accumbens位于前脑皮层下的前部,包含着多巴胺和类鸦片传递系统,因而具有诱导积极情绪的作用。多巴胺是“脑的愉快神经递质”。因此,这个部位经常被脑神经科学家认为是奖励和愉快系统的一般流通渠道,被称为“正性奖励的感情通道”。采用药物或药物成瘾的研究都支持中脑边缘系统起着产生积极情绪的刺激作用。Ashby认为积

16、极情绪产生时,会导致多巴胺水平的升高。一些脑成像研究发现了在伏隔核的脑活动与多巴胺水平和自我报告的积极情感之间有积极关系,表明伏隔核与积极情绪之间的密切关系9。6与情绪有关的ERP成分事件相关电位虽然不能进行精确的脑定位,但作为具有毫秒级时间分辨率的脑电记录仪器,可以从时间角度精确记录情绪过程瞬息变化的状态,是非常好的情绪研究工具。尽管目前还没有特定的情绪ERP成分,但研究者通过对情绪相关ERP成分特征的分析得出了一些有用的结论。有人发现在正常被试中消极刺激比积极刺激诱发更大的P300波幅,提示消极情绪能调动更多的神经结构参与情绪信息的加工23。Dolcos研究发现在记忆上,快乐和不快乐的图片

17、相对于中性图片在脑电活动晚期阶段(400600ms会有更强表现。结论表明情绪信息对加工资源的占用上具有更多的优先权(优势,进而可能导致更好的记忆效果24。Schupp等研究发现消极刺激比中性刺激在早期P300上会产生一个更强的波幅25。Keil等利用IAPS系统的图片诱发出事件相关电位,统计发现情绪图片(积极和消极诱发的P3和慢波明显高于中性图片。也有人用带情绪色彩的脸部图片进行ERP研究,让被试看一组恶心的脸与中性的脸混合的照片,结果发现,看恶心的照片的被试在刺激后120ms时在大脑前部到中央部引起一个正电位,在250ms以后则是一个持续226第3期的正电位。相反,脸部识别成分N170却不受

18、脸部表情的影响。他们认为情绪表情分析和脸部结构特征分析是两个并行的处理过程26。7有待深入探讨的问题由于研究者在情绪研究中所采用的方法差异很大,包括实验设计、任务、刺激特征、采用的记录点的数量和位置,所评价的ERP成分和分析方法的差异等,造成当前研究者在情绪研究的结论上存在差异。但情绪的大脑研究毕竟只处于探索的阶段,这些研究为我们的研究提供了很多的借鉴。我们认为,未来的研究应该在以下几方面有所侧重。7.1寻找较敏感的情绪反应指标当前对情绪研究遇到的困难之一在于相关的情绪生理指标非常少,特别是能够对积极情绪和消极情绪进行区分的指标更少,这在一定程度上阻碍了对情绪神经机制的深入研究。因此,未来研究

19、的重要内容之一在于探索比较敏感的能够区分积极情绪和消极情绪反应指标,进而通过对相应指标的测量来评估积极情绪和消极情绪在大脑中反应的异同,推进对情绪的相关研究。7.2积极情绪和消极情绪的脑功能定位差异尽管当前对情绪的脑定位研究已经取得一定的成果,但是我们必须认识到这些研究更多停留在相关研究阶段。当前研究所呈现的某种情绪过程发生时,特定的脑部位会被激活,这可能反映了这种情绪过程的原因,但也可能是这种情绪过程的结果。所以,这仅仅是一种相关性关系。因此,要想弄清楚某种情绪过程的神经生理原因仍然需要具有因果关系的证据,比如要控制脑某个部位的激活从而观察是否产生这种情绪过程,特定脑区的毁损或缺失是否会导致

20、某种情绪过程的缺失等等。7.3对积极情绪和消极情绪进行调节的生理反应差异情绪的调节是个体情绪活动的重要方面。现实中,不但消极情绪需要调节,积极情绪也需要调节。由于积极情绪和消极情绪在生理反应上存在差异,个体对积极情绪和消极情绪进行调节的过程是否具有差异,有什么样的差异,这一过程伴随着怎样的心理和生理变化?对不同类型、不同强度的情绪进行调节的过程又存在怎样的差异?所有这些问题的研究都是非常有意义的。参考文献1Barrett L F,Russell J A.Independence and bipolarity in the structure of current affect.Journal

21、of Personality and Social Psychology,1998,74(6:9679842Fredickson B L.The value of positive emotions.American Sci-entist,2003,91(4:3303353Fredickson B L.The role of positive emotions in positive psy-chology:The Broaden-and-Build theory of positive emotions.American Psychologist,2001,56(2:2182264Fredi

22、ckson B L,Branigan C.Positive emotions broaden the scope of attention and thought-action repertoires.Cognition and Emotion,2005,19(3:3133325Fredickson B L,Joiner T.Positive emotions trigger upward spi-rals toward emotion well-being.Psychological Science.2002,13(2:1721756Davidson R J,Jackson D C,Kali

23、n N H.Emotion plasticity, context and regulation:Perspectives from affective neuroscience.Psychological Bulletin.2000,126(4:8909097Depue R A,Collins P F.Neurobiology of the structure of per-sonality:Dopamine,facilitation of incentive motivation,and ex-traversion.Behavior andBrain Science,1999,22(3:4

24、91569 8Sutton S K,Davidson R J.Prefrontal brain asymmetry:A bio-logical substrate of the behavioral approach and inhibition sys-tem.Psychological Science,1997,8(2:2042109Ashby F G,Isen A M,Turken A U.A neuropsychological theo-ry of positive affect and its influence on cognition.Psychological Bulleti

25、n.1999,125(3:52955010Carver C S.Pleasure as a sign you can attend to something else:Placing positive feelings within a general model of affect.Cognition and Emotion.2003,17(2:24126111Ahern G L,Schawartz G E.Differential lateralization for positive and negative emotion in the human brain:EEG spectral

26、 analy-sis.Neuropsychologia,1985,23(2-3:74575512Davidson R J,Ekman P,Saron C D,etal.Approach-withdraw and cerebral asymmetry:Emotional expression and brain physiol-ogy I.Journal of Personality and Social Psychology.1990,58(2:23024113Davidson R J,Coe C C,Dolski I,et al.Individual differences in prefr

27、ontal activation asymmetry predict natural killer cell ac-tivity at rest and in response to challenge.Brain,Behavior and Immunity,1999,12(1:9310814Silberman E K,Weingartner H.Hemispheric lateralization.of227第5卷心理与行为研究functions related to emotion.Brain and Cognition,1986,5(3: 32235315Borod J C.Interh

28、emispheric and intrahemispheric control of e-motion:a focus on unilateral brain damage.Journal of Consult Clinical Psychology,1992,60(2:33934816Tucker D M,Williamson P A.Asymmetric neural control sys-tems in human self-regulation.Psychological Review,1984,91(1:18521518Gray J R,Braver T S,Raichle M E

29、.Integration of emotion and cognition in lateral prefrontal cortex.Proceedings of the National Academy of Sciences,2002,99(6:4115412019Fox R,Sorenson C A.Bilateral lesions of the amygdale attenu-ate analgesia included by diverse environmental challenges.Brain Research,1994,64(8:21522120Adolphs R,Tra

30、nel D,Damasio A R.The human amygdale insocial judgement.Nature,1998,393:47047421LeDoux J E.Emotional memory systems in the brain.Behavioral Brain Research,1993,58(1:697922刘鼎,姚树桥.杏仁核对情绪显著性长时记忆巩固过程的调节.中国行为医学科学.2006,15(7:66466623An S K,Lee S J,Lee C H.et al.Reduced P3amplitudes by negative facial emoti

31、onal photographs in schizophrenia.Schizophrenia Research,2003,64(1:12513524Dolcos F,Cabeza R.Event related potentials of emotioal memory: Encoding pleasant,unpleasant,and neural pictures.Cognitive,Af-fective and Behavioral Neuroscience,2002,2(3:25226325Schupp H T,Cuthber B N,Bradley M M,et al.Affective pic-ture processing:The l