心脏与大脑的双向交流:情绪生成与调节的心脑交互 | 学术论坛·心身医学
邱昌建
情绪是个体对内外环境变化产生的复杂心理生理反应,在适应环境和维持心理健康中具有重要作用。情绪的产生涉及多层次神经生物学机制,如自主神经系统(ANS)、下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴等。情绪调节是指个体对情绪进行修饰、维持或控制的过程,包括情绪的体验、表达和生理反应,这一能力在应对压力和维持心理健康中至关重要。研究表明,适应不良的情绪调节与焦虑抑郁等精神疾病密切相关。 心脑交互的概念源于对心脏与大脑之间双向交流机制的探索。该理论认为心脑交互是心脏和大脑之间通过解剖和功能连接整合内部和外部信息以适应周围环境的调节过程。心脑交互的神经通路指中枢神经系统(CNS)和ANS之间通过交感和副交感神经分支的双向连接。在大脑中,中枢自主神经网络(CAN)整合由心脏传入大脑的自主神经信号,通过ANS的传出通路将处理后的信号传递至心血管系统。近年来,研究人员开始关注心脑交互在情绪产生和调节中的作用。本文旨在结合现有文献,重点关注心脑交互机制在情绪产生及调节过程中的作用,以及心脑交互失调与精神疾病之间的关联。
▋心脑交互在情绪产生中的作用
内感受是指个体对自身内部生理状态的感知,如心跳、呼吸、饥饿等。心脏的生理变化(如心率改变)通过迷走神经和脊髓传入神经即上行内感受通路传至前岛叶和前额叶皮层,前岛叶整合内感受信息后与情绪调控网络(如边缘系统)交互,直接影响个体的主观情绪体验。
CAN主要由岛叶、下丘脑、杏仁核、丘脑、脑干,以及包括内侧前额叶皮层、扣带回皮层等在内的大脑皮层组成。岛叶作为边缘系统的一部分,调节心脏功能以响应内感受和情绪感觉,维持与内感受有关的心跳感知。前岛叶与杏仁核、前扣带皮层广泛连接,参与情绪处理、内感受意识与认知功能。岛叶、杏仁核和前额叶皮层以及脑干回路整合心脏和迷走神经的活动信息,影响情绪感知。在右前额叶皮层0.1 Hz心跳振荡峰值附近,慢节奏呼吸以空间和相位依赖性方式使心跳振荡电位幅度增高,表明右前额叶皮层在连接心脏内感受方面具有重要作用。
▋心脑交互在情绪调节中的作用
心率变异性(HRV)是目前用于评估情绪调节能力的客观生理指标之一,反映了个体在情绪调节过程中的自主神经调控能力。静息状态下HRV水平较高的个体在面对消极、中性、积极图片刺激时表现出明显的情绪差异,这种高度的情绪分化是适应性、灵活性和健康生物体的标志,表明较高水平的HRV与更好的情绪调节能力相关。HRV水平较低的个体情绪调节能力下降,与其情绪清晰度低、冲动控制能力差、积极情绪稳定性差相关。
内侧前额叶皮层和岛叶等特定脑区在情绪调节的心脑交互过程中发挥关键作用。神经影像学数据表明,HRV水平较高的个体在调节情绪时能够更有效地募集内侧前额叶皮层的神经资源。岛叶是内感受处理的核心区域,也是HRV与情绪调节关系的重要神经中介。聆听心跳音会激活双侧岛叶皮层等与内感受信息处理相关的脑区,右前岛叶皮层作为大脑内感受网络的主要节点之一,与ANS的唤醒呈正相关。
心脏干预能够优化大脑情感网络的整体功能。目前已有研究证明心脏干预措施如HRV生物反馈训练能够改善个体压力感知和情绪调节能力。接受为期8周HRV生物反馈干预的健康受试者在情绪调节任务中表现出更有效的大脑活动模式。该研究认为,这种干预通过调节心脏活动可以增加腹内侧前额叶皮层与岛叶、杏仁核等情感调节相关脑区的功能连接,上述大脑区域之间相互作用的增强是HRV生物反馈改善个体情绪调节能力的基础。
▋心脑交互失调与精神疾病
心脑交互参与了高级认知过程,二者之间相互作用的紊乱与许多精神疾病患者的认知障碍、情感功能障碍相关。
在心脑交互研究中,心脏通过心动周期活动传递血氧和内分泌激素并产生心脏电场来影响大脑活动,这表明心脏与大脑活动具有潜在的时间同步性。与健康对照相比,抑郁症(MDD)患者右侧额顶区脑瞬时θ爆发多发生在收缩期而非舒张期,表明MDD患者存在心脑交互中断,收缩期θ爆发提高了MDD患者对负性情绪的敏感性。也有研究发现右额顶区心跳诱发电位降低与MDD患者的负性情绪加工有关;心率升高扰乱大脑功能网络(如凸显网络、躯体运动网络和默认模式网络)与MDD患者负性情绪的产生与维持相关。
心脑交互失调也与精神疾病患者情绪调节能力下降有关。以MDD患者为例,其背外侧前额叶和下顶叶皮层活动减少,扣带回和前岛叶活动增加,这些脑区之间连接的改变导致患者对负性情绪的调节能力和反应效率降低。Perlman等研究发现,青少年MDD患者在情绪调节任务中表现为右侧岛叶激活,杏仁核与岛叶、前额叶之间的连接性降低,提示患者自上而下情绪调节能力降低。MDD、广泛性焦虑症(GAD)患者HRV降低,提示前额叶调节功能减退,与过度警觉和适应不良的自下而上、对情绪刺激的自上而下的认知反应受损有关,不利于情绪调节。
心脑交互失调也与各种心身疾病相关。如心血管病领域,研究表明长期慢性交感神经激活会加速心肌重塑、纤维化及代谢功能障碍,加速心脏疾病进展。ANS功能失调也与心律失常的诱发和维持相关:交感和副交感神经同时激活可能诱发房颤;交感神经活动增加可能会诱发更严重的心律失常,如室颤。
尽管心脑交互在情绪调节中的作用已取得显著进展,但仍存在一些研究局限。目前研究多为横断面研究,缺乏纵向随访数据,难以明确因果关系和时间序列。未来研究应加强纵向研究设计,以更好地理解心脑交互在情绪调节中的动态作用,为情绪障碍疾病的临床干预提供新思路。

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