网络成瘾的生物学机制研究与展望

网络成瘾是指由于过度使用网络而导致社会及心理损害的现象,危害极大,故受到广泛关注。网络成瘾主要受生物学机制的调控。在脑神经机制方面,通过对成瘾者的自发脑电、事件相关电位以及成瘾者静息态BOLD-f MRI的分析,发现成瘾者脑功能区出现异常。同时,网络成瘾也受到自主神经功能的影响。另外,脑内奖赏系统和成瘾记忆模型也可能成为引发网络成瘾的脑神经机制。体内化学物质的失衡也能引发网络成瘾。鉴于此,一些治疗方法如药物干预、行为干预、认知干预以及综合干预疗法使得根治网络成瘾成为可能。本文拟从网络成瘾的概念、表现特点、不良影响及其发生的生物学机制等方面的研究进展进行阐述,以期为相关研究提供一些有价值的参考依据。     

网络成瘾者奖赏系统和认知控制系统的神经机制

网络成瘾作为一种行为成瘾,已成为严重影响人们心理健康的全球性问题.根据大脑发育的神经生物模型,揭示网络成瘾者奖赏和认知控制系统的神经机制是解决网络成瘾问题的关键,也是心理学研究的重大问题.行为研究探讨了网络成瘾具有高奖赏寻求和低认知控制特征;神经机制研究揭示了奖赏和认知控制系统的缺陷是网络成瘾行为的高风险因素;与药物成瘾的比较研究发现,网络成瘾有着独特的奖赏机制.这些研究深化了对网络成瘾心理和神经机制的理解,但仍存在网络成瘾筛查和入组标准不科学、分型笼统、因果研究匮乏、干预和治疗效果具有争议、研究范式存在漏洞等一些急需解决的问题.     

拖延的脑机制:基于大尺度脑网络的分析

拖延是指个体明知有害却仍自愿推迟执行任务的一种不理智行为.拖延不仅会对人们的情绪、学业表现以及社会成就等产生不利的影响,而且会降低人们的主观幸福感,更有甚者会损害人们的身心健康.关于拖延的神经基础,目前研究只探索了拖延和脑区局部活动及简单的功能连接的关系.然而,拖延行为涉及任务价值表征、认知控制、趋近与回避动机等复杂的心理过程,以单变量和局部的脑活动来对拖延的神经基础进行描述会存在可见的局限.因此本研究采用图论拓扑分析的方法从大尺度脑网络连接角度考察拖延的神经基础.首先,定义Power等人的全脑264个感兴趣区(regions of interest, ROIs)为网络的节点,进一步采用图论分析的方法重构了全脑10个固有大尺度脑网络,结果发现构建的脑网络具有较好的网络拓扑属性(如较高的局部效率和全局效率).其次,采用皮尔逊相关的方法计算了10个脑网络内以及网络间的功能连接的强度.最后,考察了脑网络连接的强度与拖延行为之间的关系.结果发现,拖延与扣带执行网络的内部连接存在显著的负相关,而与皮层下网络的内部连接存在显著的正相关;进一步的网络间的功能连接发现,突显网络与皮层下网络间的功能连接与拖延存在显著的正相关.这些结果表明,皮层下网络和扣带执行网络内的连接以及突显网络对皮层下网络的调节可能是特质性拖延的神经基础.本研究的结果证明了认知控制与冲动性价值表征等认知能力在拖延行为中的重要作用.     

小脑的非运动功能

美国加州圣迭哥大学的一个研究小组最近发现：小脑除运动功能以外,还有多方面的非运动功能。小脑在解决问题、错误辨查以及语言等方面具有更广泛的作用。脑成像研究表明,小脑是一个非运动性认知功能的最活跃位点。研究还发现,小脑的运动相关行为与非运动的注意行为是相...     

网络成瘾类型特点及成瘾原因述评

不同类型的网络成瘾在其需要、特点和成瘾机制上存在着差异,因此,本文对国内外关于网络成瘾的类型特点及不同成瘾类型的成瘾原因进行了述评并对后续研究进行展望,旨在为网络成瘾实施个体化的预防和干预方案提供借鉴,使成瘾者和网络使用者以健康、科学的态度合理使用网络,适应现实生活.     

海洛因成瘾者抑制控制加工异常的电生理证据

抑制控制功能的异常或障碍是成瘾的核心特征．本研究的主要目的是考察海洛因成瘾者反应抑制加工的时间进程,进而为长期海洛因成瘾者的抑制控制功能障碍提供神经生理学证据．本研究比较了14名海洛因成瘾者（海洛因使用年限（13．54±5．71）年,戒断持续时间（4．67±6．44）月）和14名年龄和教育水平匹配的健康成人在视觉等概率Go／Nogo任务中的ERP成分（N2和P3）．结果显示,海洛因成瘾组的Go—N2波幅明显大于对照组,由此导致海洛因成瘾组的N2差异波幅值（Nogo波幅减去Go波幅）显著小于对照组．而两组被试的P3成分无显著差异．此外,无论是N2和P3在头皮的分布还是潜伏期都未发现显著差异．该结果表明,海洛因成瘾者的前中央区皮层在抑制控制过程的200～300ms期间出现异常,且对靶刺激过度加工．这种早期加工的异常很可能反应了海洛因成瘾者在冲突监控阶段存在障碍．     

基于fMRI的脑功能整合数据分析方法综述

脑功能成像在人脑信息处理和认知活动的神经关联中发挥了不可轻视的作用.从大脑功能整合出发,可以将脑功能成像数据分析方法分为探测大脑功能整合的功能连接和有效连接两方面,功能连接探究空间远离的两个脑区之间的连接,有效连接研究一个脑区对另一个脑区作用的大小.根据这两个概念,相应地可以将功能磁共振数据分析方法分为两大类.本文着重...     

抑郁症相关的静息态脑功能网络异常

近年来,静息态脑功能磁共振成像(resting-state functional magnetic resonance imaging, rf MRI)被大量用于揭示抑郁个体脑功能网络的异常,主要体现在默认网络、认知控制网络和情绪网络各自内部及三大网络之间交互作用方面.与正常人相比,抑郁个体默认网络内部的异常主要表现为前部功能连接增强而后部功能连接减弱,前后两部分的异常可能有着分离的模式;认知控制网络内部的异常表现为功能连接减弱;而在情绪网络内部,抑郁个体的异常主要表现为边缘系统功能连接增强以及奖赏回路功能连接减弱.抑郁症对不同网络之间交互作用的影响主要体现在各个网络代表节点之间的功能连接异常.这些功能网络之间的交互异常可能反映了抑郁个体大脑在资源分配以及信息整合两方面存在缺陷.基于当前研究存在的不足,未来研究可关注抑郁症的多维度大数据整合和个体化研究,并将抑郁症与其他精神疾病脑网络异常的共性与特异性进行比较,在更深入揭示抑郁症神经机制的基础上为临床诊断和干预提供有效的生物学标记.     

毒品成瘾与脑组织基因表达谱的研究进展

毒品成瘾是由滥用毒品外在因素与遗传易感性等内在因素共同作用而导致的一种慢性脑疾病; 毒品成瘾的机制目前还不十分清楚。毒品成瘾研究的一个主要目标是鉴别和分离毒品导致脑功能障碍的分子机制; 采用高通量的基因表达谱技术研究毒品成瘾者在不同状态下脑基因表达全貌, 对深入认识毒品成瘾的机制具有重要的意义。文章综述了毒品成瘾的遗传机制及高通量脑组织基因组表达技术——SAGE和微阵列(Microarry)在毒品成瘾研究中的进展。     

综述:阿尔茨海默病的神经影像学研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是以记忆和其他高级认知功能下降为特征的神经退行性疾病．早期的神经影像学研究通常是探索AD患者局部脑区的结构和功能变化．随着多模态神经影像技术和人脑连接组学研究方法的发展,研究者已经能够考察AD患者脑结构和功能连接通路．采用这些方法,最近的研究已经发现,AD患者脑网络的连接强度、网络效率、模块化组织和核心脑区连接的下降,并发现这些变化与患者的记忆评分等密切相关．这些新方法和新技术的出现不仅提供了新颖的观点来解释AD病的脑区失连接病理生理机制,而且发现的AD异常脑连接模式可能作为敏感特征应用于AD早期辅助诊断的影像标记物研究．特别重要的是,研究表明,在AD患者脑神经网络出现的异常连接模式,在AD前期即轻度认知障碍期患者中也已出现,表明了将AD影像学研究的重点前移到AD前期这一可治疗阶段的重要性和迫切性．     

发展性阅读障碍的脑机制——来自脑成像研究的证据

发展性阅读障碍是一种特殊的学习障碍,发展性阅读障碍的脑机制一直是研究者们关心的一个重要问题．随着脑成像技术的应用,人们在发展性阅读障碍的脑机制研究方面取得了重大进展．脑结构研究发现,发展性阅读障碍者在颞-顶叶、颞-枕叶、额下回、小脑等区域都存在一定的脑结构异常,这些脑结构异常要么表现在某个脑区的结构上,要么表现某个脑区结构的左右不对称性上．脑功能研究发现,发展性阅读障碍者出现脑结构异常的区域也大多表现出脑功能的异常．脑功能连接的研究发现,发展性阅读障碍者脑功能连接的异常不仅涉及到同侧脑区前后部分的连接,还涉及双侧脑区相应部分的连接．另外,中文发展性阅读障碍的研究发现了与拼音文字发展性阅读障碍不同的脑机制．这些研究成果为进一步揭示发展性阅读障碍的脑机制以及拓展中文发展性阅读障碍的研究提供了借鉴．     

小脑参与神经退行性病变过程的研究进展

小脑与大脑之间存在丰富的神经网络连接,除了精确调控运动以外,还参与调控学习记忆、情感等高级脑功能。小脑不同区域的功能障碍还与阿尔茨海默病、帕金森病、亨廷顿病、额颞叶痴呆和肌萎缩侧索硬化等神经退行性疾病特定临床症状发生之间相互关联。本文综述了小脑调控高级脑功能,以及小脑病变在几种神经退行性疾病的病理特征和临床症状发生方面的研究进展,以期为认识小脑神经退行性病变与高级脑功能受损之间的关系提供资料。     

患抑郁症成瘾者静息态脑功能变化的初步探讨

目的:探讨静息态下患抑郁症的成癌者相对于非抑郁症成瘾者脑功能的进一步变化.方法:25例符合阿片类物质成癍标准及中国精神障碍分类及诊断标准第3版(CCMD-3)抑郁发作和美国精神障碍诊断与统计手册第4版(DSM-IV)重性抑郁症诊断标准的患抑郁症成癌者与20例非抑郁症成瘾者对照完成功能磁共振成像扫描.比较抑郁症成瘾者相对于非抑郁症成瘾者的脑区功能变化.结果:与非抑郁症对照组比较,患抑郁症成癌者双侧前额中部,双侧扣带回,楔前叶脑功能减低(P＜0.05).结论:静息态下患抑郁症成瘾者特定脑区功能进一步减低,这可能在成瘟者患抑郁症的病理机制中发挥了重要作用.     

药物成瘾记忆的神经生物机制及临床干预方法

药物成瘾者戒断后的持久复吸是治疗药物成瘾的难点.成瘾者出现持续复吸的重要原因是由于成瘾记忆的长期存在.成瘾物质的长期反复使用导致前额叶-边缘多巴胺系统结构和功能的适应性改变,这种改变是成瘾记忆形成的神经基础.本文从学习记忆的角度来理解成瘾形成,介绍了成瘾记忆的初始形成阶段、习惯化阶段和成瘾行为维持阶段及其相应的神经基础.回顾了近年来成瘾记忆的临床干预方法,包括消退干预方法、增强消退干预的多情境干预方法,以及直接干预消除成瘾记忆的记忆再巩固干预方法,并总结了虚拟现实、神经调控技术在成瘾记忆干预中的应用.对记忆再巩固干预方法与虚拟现实、神经调控技术相结合干预成瘾记忆进行展望,为药物成瘾的临床干预和治疗提供了新方法、新思路.     

编者按: 脑成像与脑网络

揭示脑的奥秘是人类面临的最大挑战之一。神经元是构成神经系统结构与功能的基本单位。神经元与神经元之间通过突触实现信息交互,并构成神经环路或神经网络。神经环路有局部的,也有跨脑区或长程的,甚至全脑尺度的。神经环路则是脑实现神经信息处理的基本单元。若干神经环路构成脑网络。脑网络研究已经成为脑功能与脑疾病研究领域的热点。 在国家自然科学基金委员会和科技部“973计划”等项目的支持下,我国科学家在这一领域已经开展了卓有成效的工作。2011年第393次香山科学会议“脑网络组及其临床应用的前沿科学问题”曾对此进行过比较深入的研讨。为促进对该领域现状及发展的了解,本期汇集了2篇述评和2篇研究论文,作为脑成像与脑网络专题发表,以飨读者。 利用9.4T功能磁共振成像(fMRI)获得轻度麻醉状态下大鼠静息状态及刺激激活的数据,通过互相关分析构建节点之间的相关系数矩阵并计算相应的网络参数,赖永秀等人报道了大鼠感觉运动系统静息态脑网络的研究成果,发现感觉运动系统在静息态时的脑网络具有小世界属性。 扩散磁共振成像(dMRI)的出现为大脑结构与功能研究提供了全新的检测手段,雷皓等报道了小动物高分辨扩散磁共振成像数据分析方法,为小动物脑dMRI研究提供了统一图像模板与完善的计算方法,对于检测神经纤维微观结构的变化,以及临床诊断,将具有极其重要的意义。 神经环路功能变化的实时在体监测是研究脑网络不可或缺的手段,曾绍群等评述了基于声光偏转器的快速无惯性随机扫描双光子显微成像技术的研究进展及发展趋势,指出该技术的进一步发展将为神经活动观测提供一种全新的方法,从而极大地推动脑科学研究的发展。 针对哺乳动物全脑的神经元网络成像,龚辉等从空间分辨率、探测范围、数据配准和成像速度等方面评述了光学显微水平全脑成像方法的研究进展,并讨论所面临的挑战。他们指出,要在全脑尺度获取突起水平分辨率的结构与功能数据,光学成像方法最为成熟。华中科技大学研制的MOST系统,率先获得了一系列高分辨率的完整大脑解剖数据集,该成果将在神经元网络的构建和脑功能与疾病研究中发挥重要作用。 我们期待更多、更好的有关脑成像与脑网络的论文发表,以更广泛和深入地促进我国脑科学研究领域的学术交流。     

基于功能磁共振成像的肠易激综合征患者脑网络动态特性研究

脑-肠互动紊乱是肠易激综合征(irritable bowel syndrome, IBS)发病的重要原因,但其脑功能动态特性仍不清楚。本研究针对以往基于功能磁共振成像的脑网络动态分析的缺点,提出一种基于逐时间点斜率分析的动态特性度量方法,以此来检测IBS患者脑功能动态异常变化情况。结果表明,与健康被试相比,IBS患者脑活动及功能连接均发生一定程度的改变。在经过FDR (false discovery rate)校正之后,只有右侧后扣带-左侧额中回、右侧后扣带-左侧苍白球这两条功能连接上表现出显著的动态特性异常,该结果与IBS患者的静态特性存在较大差异。以上结果为阐明IBS异常的机制提供了互补信息,可为IBS中枢靶点的揭示提供新的方向。     

脑空间信息学——连接脑科学与类脑人工智能的桥梁

提出脑空间信息学是示踪、测量、分析、处理和呈现跨层次多尺度脑空间信息数据的一门综合与集成的科学.讨论了脑空间信息学的研究内容、技术体系和关键科学问题,分析了其学科定位,展望了其应用前景.以显微光学切片断层成像为核心的全脑网络可视化技术体系的建立,标志着脑空间信息学这一新兴交叉学科日臻成熟.基于具有明确时空尺度和位置信息的神经元类型、神经环路和网络、血管网络等三维精细脑结构与功能大数据,提取跨层次、多尺度的脑连接时空特征,脑空间信息学将帮助科学家更好地破译脑功能与脑疾病,并推动类脑人工智能的发展.     

脉冲式及伪连续式动脉自旋标记技术静息态脑灌注对比研究北大核心CSCD

比较研究了脉冲式动脉自旋标记(pulsed arterial spin labeling,PASL)和伪连续式动脉自旋标记(pseudo continuous arterial spin labeling,pCASL)两种磁共振成像技术在静息态脑灌注中的应用。在静息态下,采用两种动脉自旋标记技术采集了10例健康志愿者的脑灌注数据,并计算脑血流量。两种技术的测量结果均显示,人脑默认网络中的楔前叶、角回、岛叶和后扣带回的相对脑血流量高于全脑平均灌注,而pCASL更敏感。在白质、额叶、顶叶、小脑和小脑蚓区域,pCASL和PASL测量得到的灌注值有显著性差异,除枕叶、小脑和小脑蚓外,PASL测量得到的灌注量小于pCASL。在全脑范围内,pCASL的信噪比明显高于PASL,且负灌注量很少。实验表明,pCASL可以提供比PASL更准确的测量结果。     

创伤后应激障碍患者脑固有连接网络研究

采用静息态功能磁共振成像方法 ,探索创伤后应激障碍(post-trauma stress disorder,PTSD)患者脑固有网络的功能异常情况。应用独立成分分析方法,提取14名PTSD患者和性别年龄均匹配的14例健康被试的脑固有连接网络。两样本检验的结果显示,PTSD患者组较健康对照组的高级认知网络有不同程度的改变。其中,默认模式网络的后扣带回、楔前叶和右侧角回功能连接呈现降低趋势;背侧注意网络和自我参考网络的功能连接呈现升高趋势,主要包括左侧顶下小叶和内侧前额叶(P0.05)。静息态下PTSD患者高级认知网络脑区之间的连接效能异常可能同其认知功能损害有关,这些异常在PTSD的病理机制中可能发挥了重要作用。     

颞叶癫痫脑“默认模式”的fMRI研究

功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)被用于检测静息时脑功能神经网络.作者运用静息fMRI检测海马硬化颞叶癫痫(temporal lobe epilepsy,TLE)脑"默认模式",采用感兴趣区域功能连接分析检测16例TLE患者和16名正常对照静息时脑的"默认模式",并进行组内和组间分析.研究发现,与正常对照相比,TLE静息时海马、颞极、额叶、颞叶、壳核及楔前叶等脑区与后扣带回的功能连接增强.研究结果表明TLE患者的固有脑功能组织模式有可能出现紊乱.这一研究将有助于从脑功能的角度了解癫痫患者某些临床症状的发病机理,为今后癫痫诊治的发展提供一定的帮助.