fMRI研究 | 社交情境下的混合情緒

導讀
背景:神經(jīng)科學通常都是單獨研究各種情緒,而混合的情緒狀態(tài)(例如愉悅和厭惡、悲傷和快樂的共存)在日常生活中很常見。心理生理學和行為學證據(jù)表明,混合情緒可能具有不同于其組成情緒的反應(yīng)特征。然而,混合情緒的大腦基質(zhì)仍有待解決。
方法:本研究招募了38名健康成年人,通過讓他們觀看經(jīng)過驗證的短片,從而引發(fā)積極(愉悅)、消極(厭惡)、中性或混合(愉悅和厭惡的混合)的情緒狀態(tài),同時用功能性磁共振成像(fMRI)來評估他們的大腦活動。本研究通過兩種方式來評估混合情緒:首先,對模糊(混合)和明確(積極和消極)的電影片段的神經(jīng)反應(yīng)進行比較,其次,通過進行參數(shù)分析來測量與個體情緒狀態(tài)相關(guān)的神經(jīng)反應(yīng)。因此,在每個片段后都獲得了愉悅和厭惡的自我報告,并計算出一個最低感覺分數(shù)(愉悅和厭惡共存的最低分)來量化混合的情緒感受。
結(jié)果:兩項分析都顯示,后扣帶回(PCC)、內(nèi)側(cè)上頂葉(SPL)/楔前葉和頂枕溝網(wǎng)絡(luò)參與了引發(fā)混合情緒的模糊情境。
結(jié)論:本研究結(jié)果首次揭示了參與動態(tài)社會模糊性處理的專用神經(jīng)過程。這表明,在處理混合情緒的社交場景中可能需要高階層(SPL)和低階層(PCC)共同參與加工過程。
引言
混合的情緒狀態(tài)在日常生活中很常見。然而,迄今為止的研究主要是研究相對純粹的情緒狀態(tài)。這使得我們不清楚應(yīng)該如何將混合的情緒狀態(tài)概念化。尤其是,模棱兩可的社會行為會引發(fā)我們內(nèi)心沖突性的社會情緒反應(yīng)。例如,一個人踩在香蕉皮上滑倒的經(jīng)典鬧劇場景,既會讓人們對這個人在著地時可能經(jīng)歷的疼痛產(chǎn)生排斥,也會讓人們對這個人試圖保持直立時的無助感到好笑。然而,盡管如此,情感科學中的情緒處理往往是以分類理論方法來進行研究的,而更復雜的情緒,如混合情緒狀態(tài),仍然沒有得到解決。本研究試圖填補這一空白,因而還考慮了競爭的情緒理論,這些理論提出了對混合情緒的不同解釋。
混合情緒:理論預期
根據(jù)經(jīng)典的情緒環(huán)狀模型,情緒的產(chǎn)生取決于效價(從負性到正性)和喚醒(從低到高)兩個正交的雙極性維度。因此,從理論上講,積極和消極的情緒狀態(tài)是相互排斥的。由此,不同的解釋提出,混合情緒(即同時經(jīng)歷相反的情緒)反映了其純粹的情緒組成之一。另一方面,據(jù)某些評估理論家的觀點,混合的情緒狀態(tài)是由其純粹的構(gòu)成成分發(fā)展而來的,發(fā)展過程中不適當?shù)膬A向最終會消失,而主導反應(yīng)也會減弱。因此,這種加性解釋可以預測混合情緒狀態(tài)相對于其純組成情緒的強度差異。然而,其他評估理論認為,混合情緒狀態(tài)反映了一個不同的情緒過程。在這種解釋下,混合情緒狀態(tài)的模式將與其純組成情緒分離,從而產(chǎn)生獨特的情緒輪廓。
混合情緒:實證結(jié)果
混合情緒狀態(tài)的初步心理生理學證據(jù)支持涌現(xiàn)說,這些發(fā)現(xiàn)在之后的獨立研究中得到了證實。Kreibig等人(2013, 2015)使用標準化的電影片段,收集了15個不同的生理參數(shù)(包括面部肌電圖、心率變異性、血壓、皮膚溫度和呼吸),同時引發(fā)了愉悅、厭惡和混合情緒(即愉悅和厭惡)。對面部表情的分析表明,在混合情緒狀態(tài)下,微笑(顴大肌)和皺眉(皺眉肌)的共同激活與愉悅時的簡單微笑激活和厭惡時的簡單皺眉激活不同。自主反應(yīng)分析表明,混合情緒狀態(tài)下的反應(yīng)特征在強度和模式上都不同于單一情緒狀態(tài)下的反應(yīng)特征。綜上所述,這表明混合情緒狀態(tài)具有獨特的生理反應(yīng)。然而,到目前為止,這種分析還未在大腦中進行,這可能揭示了一種由沖突情緒引起的模糊性神經(jīng)模式。也就是說,迄今為止還沒有一項研究調(diào)查同時經(jīng)歷混合情緒時的神經(jīng)反應(yīng),而混合情緒的效價是截然相反的。最小感覺是一種操作混合情緒狀態(tài)的最佳測量方法。但問題是,兩種情緒的共享是否與其基本情緒狀態(tài)有本質(zhì)的區(qū)別或重疊。
模糊性具有沖突和不一致的特征,這兩者都需要多個認知-情感過程,其中包括與反應(yīng)抑制、情緒調(diào)節(jié)和心理靈活性相關(guān)的執(zhí)行功能,以最終消除這些沖突信息?,F(xiàn)有的神經(jīng)影像學文獻表明,無論是消除社交性還是非社交性的視覺線索歧義,都會引發(fā)歸因于執(zhí)行控制的特定神經(jīng)區(qū)域的活動。例如,識別情緒模糊的面孔表情會激活與反應(yīng)抑制相關(guān)的外側(cè)額葉區(qū)域,而非社交感知模糊期間的任務(wù)轉(zhuǎn)換會引發(fā)雙側(cè)內(nèi)側(cè)后頂葉(即楔前葉)活動,這是一個與自我反思記憶和認知靈活性相關(guān)的區(qū)域。總之,消除社交和非社交視覺線索的歧義,可能與情感和執(zhí)行處理以及記憶需求的增加有關(guān)。
社會神經(jīng)科學已經(jīng)開始研究這樣的神經(jīng)系統(tǒng),即通過組合沖突性的情感元素來處理情感模糊的社會情境,也就是說兩個不適當或意外的情境元素同時出現(xiàn)。比如所處的社會環(huán)境具有沖突性(例如,積極浪漫的場景和悲傷的音樂)或所傳達的情緒具有沖突性(例如,他人以友好的聲音交談時造成痛苦)。這種刺激可能會引起混合情緒。Rohr等人(2016)展示了情緒沖突的社交場景,并測量了與情緒沖突主觀評分有關(guān)的血氧水平依賴(BOLD)反應(yīng)。參與者指出這些場景對他們來說情感沖突的程度。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),當感知沖突增加時,楔前葉、顳上溝和額上溝的神經(jīng)活動更大。此外,情緒沖突呈現(xiàn)出一種相對復雜的情感狀態(tài),可能難以直接探究。因此,直接確定自己的混合情緒體驗可能容易產(chǎn)生主觀偏見。然而,計算一個最低分值將反映出同時感知到的兩種基本情緒(例如,愉悅和厭惡)的最低共享值。因此,讓參與者評估他們對愉悅和厭惡的感知,比要求他們評估對兩者混合的感知更簡單。但迄今為止,還沒有研究調(diào)查在復雜情緒的社交情境下神經(jīng)加工的特異性。
研究現(xiàn)狀
本研究的主要目的是測試混合情緒的神經(jīng)特異性,因為它們與純粹的情緒成分有關(guān)。第二個目的是測試在觀看社交場景時,增加的混合情緒對BOLD變化的調(diào)節(jié)程度。針對第一個目的,本研究通過fMRI檢查了BOLD活動,同時參與者觀看了描述社交場景的動態(tài)短片,其中具有不同程度的有趣和令人惡心的元素(即模糊的社交情緒場景),這些場景此前已被證明會引起復雜的情緒。本研究測量了三個主要效應(yīng):(Ⅰ)情緒;(Ⅱ)混合情緒;(Ⅲ)效價。就情緒而言,本研究比較了引起一種主要情緒(例如,愉悅、厭惡)的社會情緒電影片段和沒有明顯情緒(即,中性)的社會電影片段的BOLD激活情況。對于混合情緒,本研究將混合情緒電影片段引起的BOLD激活與觀看明確(一種主要情緒)和中性電影片段時的BOLD激活進行了比較。最后,對于效價,本研究比較了觀看有趣的電影片段和惡心的電影片段時的BOLD變化。針對第二個目的,本研究對每個電影片段進行了愉悅和厭惡的自我報告測量。通過計算最小感覺分數(shù)(MinFeel)來表征混合情緒,即愉悅和厭惡分數(shù)之間共享的最小自我報告值。也就是說,對于每個參與者和電影片段,都計算出一個反映自我報告的愉悅和厭惡共同激活的混合情緒指數(shù)。該指數(shù)是基于兩種情緒中較弱的情緒強度來計算的,即I[MF]=最小值(I[AMU],I[DIS]),其中I[MF]:混合情緒強度,I[AMU]:體驗到的愉悅感的強度,I[DIS]:體驗到的厭惡感的強度。值大于零表示存在混合情緒。然后用MinFeel分數(shù)對BOLD激活進行回歸。
對于混合情緒,本研究預測在與注意力、工作記憶和認知靈活性有關(guān)的神經(jīng)區(qū)域內(nèi),特別是外側(cè)額葉區(qū)和內(nèi)側(cè)后頂葉區(qū),對混合社會場景(即與純粹的情緒[積極或消極]場景對比時)有不同的活動。對于第二個目的,本研究假設(shè)情緒模糊性不斷增加的社會場景(根據(jù)MinFeel測量指標,愉悅和厭惡的混合程度不斷增加)會對這些額葉和頂葉區(qū)域內(nèi)的神經(jīng)活動產(chǎn)生正向參數(shù)調(diào)節(jié)。
值得一提的是,本研究是一項大型研究的組成部分,該研究考察了在經(jīng)歷混合情緒時情緒調(diào)節(jié)的影響。本研究的主要目的是在沒有明確的調(diào)節(jié)機制參與的情況下,對混合情緒的神經(jīng)加工進行評估。因此,對混合情緒的情緒調(diào)節(jié)分析將單獨報告。
材料和方法
參與者
最初在斯坦福大學校園里用傳單招募了48名健康參與者。納入標準是參與者無(自我報告的)精神或神經(jīng)疾病。所有參與者的排除標準包括既往頭部創(chuàng)傷和任何MRI安全前提的禁忌癥(如體內(nèi)有金屬物體)。所有參與者的視力正?;虺C正至正常。所有參與者均簽署知情同意書。本研究得到了大學機構(gòu)審查委員會的批準。
最終有8名參與者的數(shù)據(jù)因為過度的運動偽影(即頭部突然移動超過3個體素)而被剔除,有2名參與者因為技術(shù)錯誤導致MRI數(shù)據(jù)丟失/無效而被剔除。最終納入38名參與者的數(shù)據(jù)(20名女性,平均年齡21.61歲,標準差±2.61歲,范圍18-31歲)。
實驗任務(wù)
本研究的刺激物來自Samson等人(2016)的電影剪輯庫,其中包含持續(xù)20-30秒的短片,主要引起積極(愉悅)、消極(厭惡)、混合(愉悅和厭惡混合)和中性情緒。如前所述,本研究是一項更大的實證研究的一部分,其目的也是為了確定引起混合情緒的神經(jīng)關(guān)聯(lián)。然而,在本研究中,研究者首先希望在不考慮情緒調(diào)節(jié)的情況下,建立對混合情緒的神經(jīng)反應(yīng)的基本理解。因此,將重點分析積極、消極、混合和中性電影片段的自然觀看指令,而不分析混合電影片段與兩種不同情緒調(diào)節(jié)指令配對的額外條件:(i)關(guān)注積極元素和(ii)關(guān)注消極元素??傮w而言,該研究的設(shè)計是一個不完全交叉的4(電影類型:積極、消極、混合、中性)×3(指令類型:自然、關(guān)注積極元素、關(guān)注消極元素)被試內(nèi)設(shè)計。對12段積極、12段消極和12段中性電影片段僅給予自然觀看指令,而對36段混合情緒電影片段則給予三種類型的觀看指令(其中,12段給予自然觀看指令,12段給予關(guān)注積極元素的指令,12段給予關(guān)注消極元素的指令)。雖然本研究將重點放在自然觀看條件的分析上,但將所有試次(自然和調(diào)節(jié))都納入了fMRI的一級分析,并將調(diào)節(jié)試次(即2個條件,24個電影片段)作為不感興趣的協(xié)變量,以控制任何可能由情緒調(diào)節(jié)解釋的方差。
該實驗共包括6個run,每個run的時間最長為11.6分鐘。在6個run中,總共有72個20-30秒長的電影片段,其中2個電影片段是從6個條件中隨機抽取的,并按隨機順序呈現(xiàn)。72個試次中的每個試次都由一個5秒的十字注視點,8秒的指令呈現(xiàn),20-30秒的電影片段,以及15秒的自我報告評估,評估的內(nèi)容包括愉悅、厭惡以及應(yīng)用觀看指令的效果(將在其他地方報告)。每個評估內(nèi)容有5秒鐘的時間。
行為測量
在觀看每段電影后,要求參與者對電影片段有趣(愉悅)和惡心(厭惡)的程度進行評分。在5點李克特量表中,評分范圍為1(非常低)到5(非常高)。計算最低感覺(MinFeel)得分,以確定在每個電影片段中體驗到混合情緒的程度。這是通過計算愉悅和厭惡得分之間的最小共享分數(shù)來實現(xiàn)的。例如,如果參與者對某一特定電影片段的愉悅感是3分,厭惡感是5分,那么MinFeel得分將是3分,因為它是愉悅感(3)和厭惡感(5)之間的最小共同得分。因此,MinFeel得分越高,愉悅和厭惡混合情緒的強度就越大。
為了確定在不同條件下感知到的愉悅和厭惡的顯著變化,本研究對被試內(nèi)因素電影片段(積極,混合,消極,中性)和情緒(對每個電影片段類型分別進行愉悅和厭惡的平均情緒評分)進行重復測量方差分析。作為操作檢驗,隨后對MinFeel評分進行重復測量方差分析,調(diào)查了電影類型的主效應(yīng),以確定相對于純粹的情緒電影片段,混合情緒電影片段是否引起了明顯更大的混合情感(即在MinFeel測量中的得分更高)。使用社會科學統(tǒng)計軟件包(SPSS,v17)進行分析。
fMRI
采用3-T掃描儀(GE Discovery MR750)和32通道Nova Medical頭部線圈,以及T2*敏感梯度回波平面成像(EPI)序列獲取腦功能圖像,從41個斜位切片(TR=2000ms,TE=30ms,體素大小為2.9mm3,77°翻轉(zhuǎn)角,F(xiàn)OV=24.9cm2,86×86采集矩陣,2.9mm層厚,無間隙)中獲得6個run的390個功能體積。使用泡沫填充物來最小化頭部運動。采用3D快速擾相梯度回波反轉(zhuǎn)恢復(IR-Prep)序列(TR=6.96,TE=2.61,反轉(zhuǎn)時間=450ms,體素大小1mm3,12°翻轉(zhuǎn)角,F(xiàn)OV=24.0cm2,240×240采集矩陣,160個軸向?qū)樱?mm層厚)獲取高分辨率T1加權(quán)圖像進行解剖歸一化。圖像處理和統(tǒng)計分析是在日內(nèi)瓦大學Baobab集群上使用高性能計算機進行的,該集群是高級科學計算的專用資源。
采用SPM12(www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm)對fMRI數(shù)據(jù)進行預處理。首先為每個參與者的fMRI數(shù)據(jù)設(shè)計了兩個主要的一般線性模型。第一個模型旨在研究電影片段的主效應(yīng)(積極、混合、消極、中性)。第二個模型用于測量誘發(fā)主觀感受(愉悅、厭惡、MinFeel)的參數(shù)調(diào)節(jié)(PMOD)。對于電影片段分析,使用六種不同時長的電影片段條件設(shè)計了一級模型。四種類型電影片段與自然觀看指令配對:①積極的;②混合的;③消極的;④中性的。由于這項研究是嵌套在一個正在進行的關(guān)于情緒調(diào)節(jié)的大型研究項目中,另外兩個條件與情緒調(diào)節(jié)指令配對。鑒于情緒調(diào)節(jié)不在本研究的范圍內(nèi),這兩個條件沒有在第二層次上進行建模。相反,它們作為不感興趣的回歸變量,因此提高了本研究模型的精度。
研究結(jié)果
行為測量在檢查自我報告情緒量表時,觀察到電影類型的主效應(yīng)顯著(p<.001),其中中性電影片段的厭惡程度明顯低于積極、混合和消極的電影片段。情緒的主效應(yīng)不顯著(p=0.374),因此參與者總體上并沒有感覺到電影片段更有趣或更厭惡。電影類型與情感存在交互效應(yīng)(p<.001),即積極的(即有趣的)電影片段被認為比消極的(即厭惡的)電影片段更有趣、更不惡心,反之,消極電影片段被認為比積極電影片段更不有趣且更厭惡(圖1A)。然后,對MinFeel得分進行重復測量方差分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)電影類型的主效應(yīng)顯著(p<.001),其中混合情緒電影片段引起的MinFeel(1.93±0.51)明顯高于積極(1.31±0.23)、消極(1.46±0.53)和中性(1.05±0.09)電影片段(圖1B)。后者的發(fā)現(xiàn)證實了混合情緒電影片段成功地引發(fā)了更復雜的情感(即模糊性)。

fMRI與中性條件相比,混合情緒電影片段在額下回(IFG)、顳極、SFG、腦干、MTG、TPJ、小腦、梭狀回和舌回引發(fā)了更大的活動(p-FWE<0.05)。然而,當直接比較(混合)和純(積極+消極)電影片段時,結(jié)果顯示SFG、楔前葉和后扣帶回皮層(PCC)的神經(jīng)活動顯著增加(圖2A,表1A)(p-FWE<0.05)。相反,與混合情緒電影片段相比,純(積極+消極)電影片段在顳上回和顳中回(STG和MTG)引起了更大的神經(jīng)活動(圖2B,表1B)(p-FWE<0.05)。


根據(jù)本研究的第一個目的,接下來考察混合情緒和純粹情緒在激活特異性方面是否存在差異。因此,本研究進行了雙樣本t檢驗,分別比較了混合情緒與積極情緒電影片段,以及混合情緒與消極情緒電影片段。當比較混合情緒和積極情緒電影片段時,結(jié)果發(fā)現(xiàn)SFG和MFG、PCC、楔前葉、SPL和腦干內(nèi)具有明顯和強大的神經(jīng)活動(p-FWE<0.05)(圖3Ai,表2A)。與消極情緒電影片段相比,混合情緒電影片段僅在枕葉內(nèi)引起了明顯更大的神經(jīng)活動(p-FWE<0.05)(圖3Bi,表2C)。相反,當與混合情緒電影片段對比時,積極情緒電影片段在MTG、杏仁核、后腦島和外側(cè)眶額皮層引發(fā)了更多的神經(jīng)活動(p-FWE<0.05),而消極情緒電影片段的結(jié)果不顯著。因此,這些數(shù)據(jù)顯示了混合片段和積極片段之間有著較大的神經(jīng)差異,而混合片段和消極片段之間的差異幾乎很小。


最后,本研究觀察到了效價效應(yīng),即消極(相對于積極)電影片段在MFG、背外側(cè)前額葉皮層(dLPFC)、中央前回、SFG腦干、顳下回、小腦和頂枕溝延伸到SPL楔前葉、PCC和舌回(PCC)內(nèi)的神經(jīng)活動顯著增加(p-FWE<0.05,圖3Bi,表2C)。相反,相對于消極情緒電影片段,積極情緒電影片段在顳極、海馬旁回、海馬延伸到杏仁核、中央前回、后腦島、MTG和STG內(nèi)引起了明顯更大的神經(jīng)活動(p-FWEc<0.05,圖3Bii,表2D)。
參數(shù)調(diào)節(jié)(PMOD)。本研究在所有四種條件下都觀察到愉悅的主效應(yīng),愉悅的增加與顳極、中央前回、杏仁核/海馬、MTG和STG以及角回內(nèi)的神經(jīng)活動增加顯著相關(guān)(p-FWE<0.05)(圖4Ai)。相反,愉悅感的降低與楔葉、上丘腦皮層和外側(cè)枕葉皮層的激活增加相關(guān)(p-FWEc<0.05)(圖4Bi)。厭惡感與中央前回、額下回、SFG腦干、梭狀回、小腦以及向楔前葉和PCC延伸的頂枕溝呈正相關(guān)(p-FWE<0.05,圖4Aii),而與中央前回、中央島蓋皮層和后腦島呈負相關(guān)(p-FWEc<0.05,圖4Bii)。最后,MinFeel與SPL、楔前葉、PCC和前運動皮層呈正相關(guān)(p-FWE<0.05)(圖4Aiii)。MinFeel無顯著負相關(guān)關(guān)系。

最后,本研究對比了不同類型電影片段的參數(shù)調(diào)節(jié)效應(yīng):混合>積極+消極作為不同感覺得分的函數(shù)。當比較混合情緒電影和純(積極+消極)情緒電影片段時,較高的愉悅評分與楔前葉/SPL活動增加相關(guān)(p-FWE<0.05)(圖5A),而無顯著負相關(guān)關(guān)系。然而,對于厭惡評分,在愉悅電影片段中觀察到了地板效應(yīng),即一些參與者對這些電影的厭惡感評分是最低的(即1),從而無法將愉悅條件下的厭惡感與其他條件下(例如,混合-厭惡>積極-厭惡)的厭惡進行對比。因此,為了測量混合情緒作為厭惡函數(shù)的神經(jīng)特異性,相對于消極電影片段,本研究對比了混合-厭惡和消極-厭惡評級的參數(shù)效應(yīng),結(jié)果是沒有顯著的激活,反之亦是。這表明,由厭惡感調(diào)節(jié)的BOLD反應(yīng)的變化通常在混合和消極(即厭惡)電影片段之間共享。

結(jié)論
本研究結(jié)果顯示,與明確情緒(主要是愉悅或主要是厭惡)相比,社交環(huán)境中的混合情緒(即愉悅和厭惡)在楔前葉/SPL和PCC中產(chǎn)生了顯著的激活。這表明,該區(qū)域的BOLD反應(yīng)是作為經(jīng)歷的混合情緒(同時感到愉悅和厭惡)的函數(shù)而增加的。此外,神經(jīng)對模糊性的反應(yīng)模式也與厭惡加工有部分重疊,因此這可能表明,混合情緒的神經(jīng)表征反映的是一種純粹的組成情緒,而不是某種情緒本身。盡管如此,未來的研究應(yīng)該考慮到在處理厭惡或模糊時的執(zhí)行需求可能會增加?;旌锨榫w神經(jīng)區(qū)域內(nèi)的活動表明,對觀點采擇、認知靈活性、情境整合以及可能涉及消除相對復雜的社會情緒加工的需求增加。楔前葉/SPL可能是促進執(zhí)行和注意過程的關(guān)鍵。此外,在復雜的社會和情感情景線索存在的動態(tài)情境中,PCC也可能有助于消除模糊性。綜上所述,這些發(fā)現(xiàn)可能有助于未來的臨床研究,以解開社會模糊性加工中潛在的神經(jīng)機制,通常見于社交焦慮等障礙。據(jù)所知,本研究結(jié)果首次揭示了參與動態(tài)社會模糊處理中的專用神經(jīng)過程。這表明在處理混合情緒的社交場景中可能需要高階層(SPL)和低階層(PCC)共同參與加工過程。
原文:Ryan J. Murray, Sylvia D. Kreibig, Corinna Pehrs, Patrik Vuilleumier, James J. Gross, Andrea C. Samson, Mixed Emotions to Social Situations: An fMRI Investigation, NeuroImage (2023), doi: https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2023.119973
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