腦功能可塑性與災(zāi)后心理功能康復(fù):腦的可塑性

　　摘要：神經(jīng)系統(tǒng)具有驚人的可塑性，這種可塑性可以終生保留。大腦不僅可因個(gè)體的經(jīng)驗(yàn)與行為而改變，也可因內(nèi)在思維，放松和注意的不同而發(fā)生改變。如汶川地震這樣的大型自然災(zāi)害，因其突發(fā)性和巨變性，可使身臨其境的人大腦功能狀態(tài)在瞬間就發(fā)生持久的改變，從而表現(xiàn)為認(rèn)知、情感等心理功能的改變。反過(guò)來(lái)，利用有關(guān)神經(jīng)可塑性的認(rèn)識(shí)，同樣可使受損的大腦得以修復(fù)，使發(fā)育障礙的個(gè)體增強(qiáng)功能，亦可使由各種內(nèi)外因素導(dǎo)致的心靈扭曲重新舒展開(kāi)來(lái)。利用放松，修復(fù)、重建的3R腦功能重塑技術(shù)，可望解決包括地震災(zāi)后心理健康重建在內(nèi)的各種神經(jīng)和心理問(wèn)題，具有廣泛的應(yīng)用前景。
　　關(guān)鍵詞：可塑性；腦功能；心理健康；心理康復(fù)
　　分類號(hào)：B849；R395
　　
　　1　引言
　　
　　汶川地震給心理學(xué)提出了許多挑戰(zhàn)和思考。巨大的災(zāi)害給心理過(guò)程帶來(lái)的巨大沖擊，如同神經(jīng)系統(tǒng)的生理創(chuàng)傷一樣，必定導(dǎo)致腦動(dòng)能的重大變化。在這足以導(dǎo)致心理過(guò)程異常的重大腦功能改變之后，大腦還是否能夠恢復(fù)正常工作狀態(tài)，從而使心理功能也恢復(fù)正常呢?
　　William James在1890年就曾提出，神經(jīng)組織具有天然的可塑性。cajal也曾說(shuō)，成人的腦有可能形成新的神經(jīng)回路。然而另一方面，CaN認(rèn)為成年大腦已無(wú)法再生，其神經(jīng)組織在發(fā)育中形成的功能也無(wú)法改變。這使后世科學(xué)家認(rèn)定，與發(fā)展中的大腦相比，成年神經(jīng)系統(tǒng)是固定而無(wú)法改變的。近年來(lái)，隨著研究資料的不斷積累，這一傳統(tǒng)觀念才被神經(jīng)可塑性觀念所代替。這為利用認(rèn)知和行為訓(xùn)練等方法解決包括地震災(zāi)后應(yīng)激綜合癥在內(nèi)的各種神經(jīng)和心理問(wèn)題提供了重要的依據(jù)。
　　
　　2　神經(jīng)可塑性概述
　　
　　2.1　大腦功能分區(qū)可以改變
　　20世紀(jì)初，完成了大腦皮層的52個(gè)分區(qū)，并給它們賦予了確定的功能意義。但Shorrington認(rèn)為，運(yùn)動(dòng)皮層定位存在細(xì)微的個(gè)體差異性，提示這種功能分區(qū)反映了動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。這一現(xiàn)象也得到同時(shí)代以及后來(lái)諸多研究的證實(shí)。持續(xù)觀察靈長(zhǎng)類運(yùn)動(dòng)皮層定位，證明它在一周之內(nèi)即可產(chǎn)生微小但可以不斷積累的改變。但通常情況下，這種改變并不容易看到。70年代人們發(fā)現(xiàn)，靈長(zhǎng)類感覺(jué)皮層具有快速的可變性，切斷正中神經(jīng)后，相應(yīng)的軀體感覺(jué)皮層開(kāi)始接受周邊其他區(qū)域的皮膚傳入。后來(lái)又發(fā)現(xiàn)，只要經(jīng)過(guò)持續(xù)的感覺(jué)辨別或行為訓(xùn)練，相應(yīng)感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)皮層代表區(qū)均會(huì)顯著擴(kuò)大。
　　
　　這種皮層可塑性并不限于微小尺度。Pons等人(1991)發(fā)現(xiàn)切斷成年獼猴上肢傳入神經(jīng)12年后，上肢感覺(jué)代表區(qū)完全改為支配面部區(qū)域。甚至只要部分切斷軀干部感覺(jué)傳入22～23個(gè)月，即可誘發(fā)丘腦和皮層水平面部代表區(qū)向手部甚至腿部和足部擴(kuò)展。在切斷一側(cè)聽(tīng)神經(jīng)后，投射到聽(tīng)覺(jué)皮層的視覺(jué)傳入信息可引發(fā)聽(tīng)覺(jué)定向反應(yīng)；這種經(jīng)聽(tīng)皮層處理過(guò)的視覺(jué)信息更像聲音信號(hào)的性質(zhì)，因?yàn)樗�能像聲音一樣快速引發(fā)條件性恐懼反應(yīng)。這類現(xiàn)象被稱為神經(jīng)系統(tǒng)的使用依賴性重組。
　　2.2　成年神經(jīng)系統(tǒng)可以新生
　　cajal曾說(shuō)過(guò)中樞神經(jīng)系統(tǒng)不可能再生，但在他晚期的作品中又提出，神經(jīng)系統(tǒng)在修復(fù)當(dāng)中可能再生。上世紀(jì)60年代后期，Altman實(shí)驗(yàn)室證明大鼠和豚鼠出生后在海馬、尾核、伏核中均仍然存在神經(jīng)元再生現(xiàn)象。這些發(fā)現(xiàn)得到電子顯微觀察的證實(shí)。Nottebohm(1981)發(fā)現(xiàn)，金絲雀每到秋季鳴叫腦區(qū)神經(jīng)元就會(huì)大部凋亡，到春天再生出新的神經(jīng)回路。這種現(xiàn)象在靈長(zhǎng)類一度難以觀察到(Rakic，1985)。直至20世紀(jì)90年代才最終確認(rèn)，它最常見(jiàn)于海馬、嗅球等部位，可能與學(xué)習(xí)過(guò)程、新鮮的感覺(jué)刺激以及大腦的修復(fù)有關(guān)，而且受應(yīng)激等因素的調(diào)節(jié)。
　　人們發(fā)現(xiàn)，將大鼠置于豐富環(huán)境中飼養(yǎng)，其皮層容積增加5％。Comely等(1996)發(fā)現(xiàn)，豐富環(huán)境中的大鼠不僅皮質(zhì)較厚，突觸密集、樹(shù)突增生，而且能更快地找到食物。Kompormann等(1997)指出，讓成年大鼠置身類似野外的多元環(huán)境中45天，其海馬齒狀回神經(jīng)元增生15％。這種現(xiàn)象也同樣存在于老年大鼠。1998年，Edkssan等(1998)利用溴脫氧尿嘧啶標(biāo)記觀察老年腫瘤患者，證明人的齒狀回中也在新生神經(jīng)元，其速度約為每天500～1000個(gè)。
　　研究表明，豐富環(huán)境中造成新生神經(jīng)元增生最重要的因素是主動(dòng)運(yùn)動(dòng)。動(dòng)物在轉(zhuǎn)輪上自由跑步即可增加海馬齒狀回的神經(jīng)元增生，而且令神經(jīng)元有更多的樹(shù)突，每支樹(shù)突上有更多的小棘。在細(xì)胞分子水平上，主動(dòng)運(yùn)動(dòng)使齒狀回神經(jīng)元更容易產(chǎn)生LTP，并促使該區(qū)域BDNF以及NR2B基因表達(dá)增加；同時(shí)細(xì)胞內(nèi)線粒體解偶聯(lián)蛋白2增加，且與新樹(shù)突突觸增生及神經(jīng)元內(nèi)線粒體數(shù)目增加密切關(guān)聯(lián)。因此，運(yùn)動(dòng)促使神經(jīng)干細(xì)胞形成新神經(jīng)元，并不斷遷移到齒狀回區(qū)域；而豐富的環(huán)境則促使這些新生神經(jīng)元很快融入神經(jīng)回路并獲得功能意義，從而得以保留。在老年動(dòng)物，運(yùn)動(dòng)促使大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞增生以及學(xué)習(xí)能力加強(qiáng)的現(xiàn)象仍然存在。
　　神經(jīng)元增生可能具有重要意義。例如，主動(dòng)運(yùn)動(dòng)大大提高了小鼠的學(xué)習(xí)能力，但強(qiáng)迫游泳不能促進(jìn)海馬神經(jīng)元增生，這可能與應(yīng)激因子的分泌有關(guān)。不過(guò)，在跑步機(jī)上被動(dòng)運(yùn)動(dòng)仍可顯著促進(jìn)成年大鼠海馬神經(jīng)細(xì)胞增殖；孕鼠被動(dòng)跑步甚至可促進(jìn)后代幼鼠腦內(nèi)BNDF基因表達(dá)、海馬神經(jīng)細(xì)胞存活數(shù)目增加、以及短期記憶能力的提高。另一方面，抑郁癥患者齒狀回發(fā)生萎縮；若阻斷神經(jīng)元再生，百憂解等抗抑郁藥物無(wú)法發(fā)揮療效。因此，讓抑郁癥患者從事運(yùn)動(dòng)，可能成為緩解抑郁的手段。
　　2.3　腦功能始終保持動(dòng)態(tài)可塑性
　　人們發(fā)現(xiàn)，先天失聰者周邊視野的視覺(jué)誘發(fā)電位幅度比聽(tīng)覺(jué)正常者增大2～3倍，且在聽(tīng)覺(jué)皮層出現(xiàn)視覺(jué)誘發(fā)電位；他們對(duì)周邊視野內(nèi)物體移動(dòng)方向的判斷正確率也顯著高于正常人；但其顏色視覺(jué)等“物體辨別通路”功能則保持不變。類似地，失明者的周邊聽(tīng)覺(jué)辨別變得更為敏銳，且他們的聽(tīng)覺(jué)誘發(fā)電位出現(xiàn)于視覺(jué)皮層。
　　Pascusl-Leone和Tortes(1993)發(fā)現(xiàn)，盲人使用布萊葉盲文后右手食指觸覺(jué)誘發(fā)電位加強(qiáng)，皮層代表區(qū)擴(kuò)大；而且盲人閱讀盲文時(shí)視覺(jué)皮層激活，利用TMS刺激視覺(jué)皮層可選擇性地干擾盲人閱讀盲文的能力。盲人即使回憶默誦單詞表，其視皮層激活也遠(yuǎn)超正常人，且與單詞記憶成績(jī)成正比；在動(dòng)詞命名任務(wù)中，盲人視皮層強(qiáng)烈激活，而正常人只激活語(yǔ)言區(qū)；此時(shí)干預(yù)視皮層會(huì)使他們產(chǎn)生錯(cuò)誤，而正常人則必須干預(yù)前額葉。這表明，失明者皮層功能發(fā)生了徹底重組。
　　
　　成年后失明者是否也能重組視覺(jué)皮層功能?Pascual-Leone實(shí)驗(yàn)室對(duì)成年人做連續(xù)5天24小時(shí)視覺(jué)剝奪，證實(shí)這些視力正常者的視覺(jué)皮層開(kāi)始對(duì)觸覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)信號(hào)發(fā)生反應(yīng)，并在閱讀盲文時(shí)被激活。這表明，感覺(jué)信息向皮層各部具有相當(dāng)廣泛的投射，這些投射在感覺(jué)忽然喪失時(shí)會(huì)被迅速激活，并可在長(zhǎng)期使用后成為新的優(yōu)勢(shì)投射。
　　
　　3　利用神經(jīng)可塑性修復(fù)大腦與心靈 　　
　　3.1　修復(fù)生理與病理問(wèn)題的要素
　　Recanzone等(1993)曾發(fā)現(xiàn)，給猴聽(tīng)音樂(lè)會(huì)使出現(xiàn)最頻繁的音律在腦中之代表區(qū)擴(kuò)大。同樣的，對(duì)特殊語(yǔ)言障礙兒童采用拉長(zhǎng)某些困難音節(jié)的方法進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練，可以大大提高這些兒童的語(yǔ)言水平。經(jīng)過(guò)8周訓(xùn)練后，他們?cè)趫?zhí)行押韻判斷任務(wù)時(shí)左顳項(xiàng)皮層與左額下回的功能信號(hào)均恢復(fù)正常兒童的水平。另一方面，Taub認(rèn)為，中風(fēng)患者運(yùn)動(dòng)功能未能康復(fù)，是因?yàn)樗麄兿嘈抛约簾o(wú)法使用患肢，因此放棄了功能開(kāi)發(fā)的努力。他將該現(xiàn)象稱為習(xí)得性失用。為此他開(kāi)發(fā)了“強(qiáng)制誘發(fā)動(dòng)作療法”，迫使患者使用患側(cè)肢體，發(fā)現(xiàn)一年以上的陳舊性中風(fēng)患者亦可顯著加快運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)，且該效應(yīng)在治療之后兩年仍然保持；經(jīng)CIMT訓(xùn)練的中風(fēng)患者，其運(yùn)動(dòng)皮層相應(yīng)肢體代表區(qū)也會(huì)顯著擴(kuò)大。該療法的應(yīng)用范圍已擴(kuò)大到中風(fēng)后失語(yǔ)癥，稱為強(qiáng)制誘發(fā)失語(yǔ)療法。
　　3.2　修復(fù)心理與精神疾患的要素
　　給猴同時(shí)聽(tīng)音樂(lè)和刺激手指，但訓(xùn)練它們只注意兩種刺激之一，則只有所注意的刺激之功能代表區(qū)才會(huì)擴(kuò)大。這表明，專注對(duì)腦功能重塑至關(guān)重要。讓強(qiáng)迫癥患者在平靜中學(xué)習(xí)在出現(xiàn)強(qiáng)迫癥狀時(shí)不做情緒化反應(yīng)，并了解這些癥狀只是神經(jīng)系統(tǒng)中眶額皮質(zhì)與紋狀體活動(dòng)異常增高的產(chǎn)物；經(jīng)過(guò)10周訓(xùn)練，患者眶額皮質(zhì)的過(guò)度活動(dòng)明顯緩解，證實(shí)堅(jiān)定專注的意志力可以改變大能的功能狀態(tài)。同樣，引入專注與自覺(jué)訓(xùn)練后，認(rèn)知療法顯著改善抑郁癥患者的負(fù)性想法，并使復(fù)發(fā)率降低44％；尤其令人興奮的是，它對(duì)反復(fù)發(fā)作的重度抑郁療效尤佳。進(jìn)一步的機(jī)制研究表明，與抗抑郁藥相反，認(rèn)知行為療法可降低前額葉的過(guò)度活動(dòng)并提高海馬的神經(jīng)活動(dòng)。這表明。認(rèn)知療法可能是一種通過(guò)高級(jí)認(rèn)知過(guò)程啟動(dòng)的自上而下重塑腦功能的治療過(guò)程。
　　幼年期經(jīng)歷會(huì)塑造個(gè)體的人格或基本社會(huì)行為模式。然而研究表明，暫時(shí)啟動(dòng)依附安全感，即可增加互動(dòng)意愿，減少負(fù)面和敵對(duì)反應(yīng)；同時(shí)，被試的同情心更強(qiáng)，更樂(lè)于犧牲自己讓他人從痛苦中解脫。同樣。對(duì)惡性疾病患者的照片主動(dòng)發(fā)出善良的祝福與愿望，可顯著降低被試的恐懼和厭惡，同時(shí)降低杏仁的活動(dòng)；且祝愿時(shí)前額葉活動(dòng)越強(qiáng)，杏仁活動(dòng)的降低就越明顯。這些運(yùn)用善良和同情訓(xùn)練內(nèi)心的技術(shù)可能導(dǎo)致個(gè)體處于更好的情感狀態(tài)，并改變他們的社會(huì)行為模式。
　　由此可見(jiàn)，采用專注、自覺(jué)、正直、利他等認(rèn)知訓(xùn)練，有可能利用大腦的可塑性，徹底改變?nèi)藗兊恼J(rèn)知、情緒等過(guò)程。
　　
　　4　基于腦功能可塑性的汶川地震災(zāi)后心理康復(fù)
　　
　　基于前文所述的神經(jīng)可塑性原理及其應(yīng)用原則，我們?yōu)殂氪ǖ卣馂?zāi)后心理康復(fù)設(shè)計(jì)了一系列生物心理調(diào)節(jié)方案。該方案以放松、專注的心態(tài)為基礎(chǔ)，利用對(duì)他人境遇的同情、關(guān)懷等正性意念，利用提高自我覺(jué)察的技巧，訓(xùn)練參與者的健康用腦習(xí)慣，使之獲得修復(fù)心理創(chuàng)傷，提高心理健康水平的效果。為了幫助參與者學(xué)會(huì)放松專注的用腦方式，并提高對(duì)自己狀態(tài)的覺(jué)察能力，我們還開(kāi)發(fā)了基于腦電信號(hào)的腦功能狀態(tài)指標(biāo)i_35與i_22。前者與心理放松有密切關(guān)系，而后者則標(biāo)志著專注的狀態(tài)。因此，參與者如果能將兩個(gè)指標(biāo)同時(shí)降低，即表明他處于一個(gè)良好的用腦狀態(tài)。
　　4.1　生物心理調(diào)節(jié)的行為效應(yīng)
　　我們利用反映心理放松狀態(tài)韻i_35作為實(shí)時(shí)生物反饋指標(biāo)，并采用反映專注狀態(tài)的i_22作為輔助指標(biāo)，對(duì)汶川地震受災(zāi)地區(qū)被試進(jìn)行為期15天的生物反饋下的放松訓(xùn)練。參與者反映，他們?cè)谟?xùn)練中學(xué)會(huì)了在緊張工作中保持放松的方法；并能夠察覺(jué)自己的緊張，從而建立自我放松的自覺(jué)性。同時(shí)，參與者的PTSD量表評(píng)分顯著降低(圖1)。
　　4.2　生物心理調(diào)節(jié)的電生理效應(yīng)
　　利用上述原則，將i_35轉(zhuǎn)化為背景音樂(lè)的音量作為反饋指標(biāo)。結(jié)果表明，在放松開(kāi)始后，i_35的數(shù)值逐漸降低，并在進(jìn)入較好的放松之后可以在較低的水平上保持相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定；在放松訓(xùn)練結(jié)束后，該指標(biāo)才逐漸恢復(fù)基線水平(圖2)。
　　經(jīng)過(guò)反復(fù)訓(xùn)練，參與者的靜息態(tài)i_35數(shù)值也逐漸有降低的趨勢(shì)，表明他們平時(shí)也比較容易處于心理放松的狀態(tài)。這與參與者的自我報(bào)告一致(圖3)。
　　4.3　生物心理調(diào)節(jié)的生化效應(yīng)
　　為了考察這種以降低i_35為目標(biāo)的生物反饋訓(xùn)練的生理意義，我們測(cè)定了參與者訓(xùn)練前后的唾液可的松含量。結(jié)果表明，訓(xùn)練前后唾液可的松分泌量的差值與基礎(chǔ)i_35的數(shù)值成正比(圖4)。這表明，通過(guò)反復(fù)訓(xùn)練，在改變了參與者腦電生理活動(dòng)特征的同時(shí)，也提高了他們放松自己，控制焦慮程度的能力。
　　總之，我們的初步研究結(jié)果顯示，這種訓(xùn)練不僅可以為參與者帶來(lái)行為學(xué)的和主觀的改善，而且他們反映應(yīng)激狀態(tài)的生理指標(biāo)也得到明顯改善。這表明，該方法有望成為災(zāi)后心理應(yīng)激問(wèn)題康復(fù)的有效手段。
　　
　　5　結(jié)語(yǔ)與展望
　　
　　近幾十年來(lái)神經(jīng)可塑性研究的進(jìn)展證實(shí)，大腦具有終生的近乎全能的可塑性。真正限制人類獲得身心健康的人生之最主要因素，是對(duì)這種可塑性及其應(yīng)用方式的缺乏認(rèn)識(shí)。如果能夠解放思想，并運(yùn)用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)誘導(dǎo)這種可塑性，人們完全有可能按照自己的意愿重塑腦功能，以更為健康的生理和心理狀態(tài)面對(duì)人生。實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵條件，是學(xué)會(huì)平靜和專注的心理能力，以及保持充滿活力的生理狀態(tài)。運(yùn)動(dòng)所帶來(lái)的活力促使神經(jīng)細(xì)胞再生增加，而放松和專注可以使神經(jīng)系統(tǒng)迅速對(duì)外界環(huán)境刺激或內(nèi)部的思維活動(dòng)作出適應(yīng)性改變，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)整生理和心理活動(dòng)模式，重塑腦功能的目的。
　　這類主動(dòng)利用腦功能可塑性的技術(shù)具有重要的應(yīng)用意義。例如，唐一源實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)僅僅5次的短暫放松專注訓(xùn)練，就可以改變?nèi)藗兺ǔ５淖⒁夥植剂?xí)慣，從而大幅度提高人們?cè)谧⒁赓Y源沖突時(shí)的工作效率，并減少焦慮、抑郁等負(fù)性情緒。這一現(xiàn)象伴隨著的是對(duì)單個(gè)對(duì)象注意資源分配習(xí)慣的改變；經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期訓(xùn)練后，這種資源重分配更顯著的個(gè)體對(duì)注意對(duì)象擁有更穩(wěn)定的theta反應(yīng)相位，提示大腦的運(yùn)作方式已經(jīng)發(fā)生了可塑性改變。這表明，人們?cè)谌粘Ｉ�活中完全可以主�?dòng)改變腦的使用習(xí)慣，從而在處理感覺(jué)、認(rèn)知、情緒等信息時(shí)具有更為健康的心理狀態(tài)。
　　這種運(yùn)用放松、專注訓(xùn)練，結(jié)合感覺(jué)、行為與認(rèn)知調(diào)節(jié)技術(shù)，激發(fā)神經(jīng)可塑性潛力來(lái)重塑大腦的活動(dòng)模式，從而修復(fù)正常神經(jīng)和心理功能的3R技術(shù)，對(duì)于神經(jīng)精神問(wèn)題的康復(fù)具有重大的意義。人們?cè)诮?jīng)歷人生的災(zāi)難性事件后，有時(shí)會(huì)因應(yīng)對(duì)方式不當(dāng)，導(dǎo)致應(yīng)激反應(yīng)持續(xù)存在，嚴(yán)重干擾了正常生活。我們的初步結(jié)果表明，適當(dāng)運(yùn)用本文所介紹的原理和技術(shù)，有可能促進(jìn)這些個(gè)體的腦功能重塑，從而緩解這些災(zāi)后應(yīng)激癥候群。因此，正確運(yùn)用這一3R技術(shù)對(duì)于各種災(zāi)難后正常心理功能的重建將具有重要的理論和實(shí)用意義。

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