Neuron：衝動-反社會的精神病患者有著怎樣的大腦

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解析作者｜唧唧堂心理學研究小組Runsong，審校編輯｜Minyue，Runsong

本文是針對論文《在精神病患者中紋狀體主觀價值信號的紊亂的前額葉調節（Disrupted Prefrontal Regulation of Striatal Subjective Value Signals in Psychopathy）》的一篇解析，該論文於2017年6月發表於《神經元（Neuron）》期刊上。該研究作者包括Jay G. Hosking, Erik K. Kastman,和 Hayley M. Dorfman等人。

論文要點：

1.在被監禁的精神病患者身上，腹側紋狀體主觀價值信號（Ventral striatal subjective value signals）增強了。

2.精神病患者的內側皮層-紋狀體（Medial cortico-striatal）的內部連接很弱。

3.精神病患者皮層-紋狀體的連接對紋狀體的調節作用是紊亂的。

4.皮層-紋狀體的連接的調節功能的減弱與更多的犯罪行為存在關聯。

研究背景和問題提出

精神病態是一種人格障礙，由人際-情感和衝動-反社會兩方面的癥狀組成，患者會表現出自戀、自負、以自我為中心、麻木不仁、缺乏同情心、衝動、尋求刺激、固執和反社會等特徵。精神病患者因為他們的犯罪行為和糟糕的自我控制而聲名狼藉，但是其背後的認知機制和神經生物機制仍然不完全為人所知，因此他們很難被治療干預。

神經科學家關注精神病患者的人際-情感維度，發現患者的杏仁核、腹內側前額葉（vmPFC）的灰質體積減小和功能失調，這可能解釋患者違反常態的恐懼習得、道德決策和移情反應。患者的社會和情緒功能缺陷與大腦皮層-邊緣葉（cortico-limbic）迴路有關。

精神病患者人際-情感方面的癥狀的神經機制已經被研究過了，但是衝動-反社會癥狀的神經機制尚不清楚。衝動-反社會癥狀比人際-情感癥狀具有更大的危害，與攻擊、犯罪、物質濫用等都存在聯繫。最近一些功能性和神經受體成像（functional and neuroreceptor imaging）研究表明，這種癥狀是由中層皮質-邊緣葉多巴胺系統（meso-cortico-limbic dopamine system）的獎賞迴路的異常造成的。還有研究表明，在自我報告式精神病態特質問卷上獲得衝動-反社會高分的人，會有更多由苯丙胺引起的多巴胺釋放和更高的獎賞期待。概括而言，患者的衝動-反社會癥狀與多巴胺的過度傳輸和紋狀體獎賞迴路的增強有關。

這些研究富有啟發，但還是有幾個關鍵問題沒有解決。

第一，精神病的患病率大約是1%，研究者研究的都是有顯著臨床癥狀的患者，這些研究結果能否推廣到癥狀較輕的、長期以來缺乏自我控制能力的人身上呢？

第二，以前在研究精神病患者的紋狀體時使用的實驗範式缺少決策成分，所以很難弄清紋狀體功能紊亂與傾向於反社會的決策之間的明確關係。

第三，精神病患者紋狀體的活動為什麼會紊亂？這背後的神經迴路水平的機制尚不清楚。儘管有研究發現，患者的vmPFC與杏仁核之間的連接減少了，但是沒有研究者能證明它們之間的連接是紊亂的。患者皮層-紋狀體之間的連接的本質特徵是什麼，它們與紋狀體價值信號的關係是什麼？這些都還不清楚。

考慮到皮層-紋狀體連接對紋狀體多巴胺的釋放、紋狀體的激活程度、決策行為有著重要的調節作用，本文研究者假設患者紋狀體的過度激活是因為皮層對紋狀體信息加工過程的調節作用發生了紊亂，而且癥狀越嚴重的患者具有越弱的皮層-紋狀體鏈接以及在做出成本效益決策（cost-benefit decision making）時具有越強的紋狀體主觀價值信號。此外，他們進一步提出，精神病患者的內側前額葉負向調節著紋狀體多巴胺的釋放和紋狀體神經元的活動，而且價值相關的紋狀體fMRI信號（value-related striatal fMRI signal）與皮層-紋狀體連接強度呈負相關關係。這種負相關關係隨著精神病癥狀的增強而逐漸減弱。

研究方法

研究者使用延遲-折扣（delay-discounting）任務（即跨期選擇任務）研究49名被監禁的男性犯人在決策過程中的衝動-反社會特徵，同時使用移動式fMRI評估與任務有關的、被激活的腦區，並測量休息狀態下的腦功能連接。精神病態檢查修訂版（Psychopathy Checklist-Revised，PCL-R）被用來評估精神病癥狀，區分了人際-情感維度（因子1）和衝動-反社會維度（因子2）。

研究結果

1.精神病態與紋狀體主觀價值BOLD信號正相關。

以前的研究表明，伏隔核（nucleus accumbens，簡稱NAcc，它與嗅結節組成腹側紋狀體）對於表示成本效益決策和跨期決策過程中的主觀價值是特別重要的。本文研究者使用雙曲線折扣效用函數和softmax選擇規則來計算決策的主觀價值，並同時用fMRI測出相關的BOLD信號。結果表明，患者在做決策時，伏隔核神經元產生動作電位，精神病態與伏隔核的功能失調有關。精神病態癥狀越嚴重，從伏隔核提取出來的主觀價值BOLD信號就越強，與獎勵機制有關的紋狀體的活動就越過度。

2.精神病患者具有更弱的皮層-紋狀體連接。

精神病患者的主觀價值信號異常，是因為他們的皮層-紋狀體連接很弱。前額葉對於調節紋狀體多巴胺的釋放和紋狀體神經元的活動至關重要，如果前額葉與紋狀體的神經連接很弱，這種調節作用就會減弱。

3.皮層-紋狀體調節紋狀體主觀價值BOLD信號。

精神病患者的大腦有兩處異常，一是紋狀體過度活躍，二是皮層-紋狀體的連接很弱，他們的大腦擁有過度活躍的獎勵系統。皮層-紋狀體的連接調節著紋狀體的活動和主觀價值BOLD信號。如果皮層-紋狀體受損，人們就會更加尋求刺激和獎勵。

4.對於精神病患者，皮層對紋狀體主觀信號的調節作用減弱了。

精神病患者在面對有較高主觀價值的選擇時，他們的紋狀體會被過度激活，而大腦皮層對這種過度激活的調節作用明顯是不夠的。

5.皮層-紋狀體迴路功能受損能有效預測犯罪行為。

前面提到，皮層-紋狀體之間的連接受損會造成紋狀體過度活躍和功能失調，表現在行為層面上就是患者會犯下罪行。

討論

精神病患者具有侵略性和衝動型，表現出較差的行為控制，缺乏實際的長期目標，對其嚴重的反社會行為不承擔責任，這些癥狀反映了精神病患者的決策缺陷，他們無法平衡立即收益（立即享樂）和長期目標。該研究的獨特之處在於使用多模態成像技術研究精神病患者在做跨期決策時的大腦活動，揭示衝動-反社會的神經機制。結果發現，精神病患者的腹側紋狀體在面對具有主觀價值的選項時過度活躍，而大腦皮層-紋狀體之間的連接太弱，不足以正常調節紋狀體的活動。

參考文獻：

Jay G. Hosking, Erik K. Kastman,Hayley M. Dorfman,Gregory R. Samanez-Larkin,Arielle Baskin-Sommers,Kent A. Kiehl,Joseph P. Newman, Joshua W. Buckholtz. (2017, July 06). Disrupted Prefrontal Regulation of Striatal Subjective Value Signals in Psychopathy. Neuron, 10.1016/j.neuron.2017.06.030.

唧唧堂研究人簡介：Runsong

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