HBM:冒险倾向调节冲动性对大脑功能连接的影响

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冲动性和感觉寻求被认为是冒险性行为中最重要的人格特质，人格特质和脑功能连接之间联系是否取决于个体的冒险倾向呢？本研究利用DOSPERT-30问卷和机动车模拟驾驶来测量冒险倾向，将被试分为有、无冒险倾向两组，利用EEG测量结果分析在有无冒险倾向两组之间7个主要的脑功能连接网络之间的关系与冲动性和感觉寻求人格之间的联系是否在存在差异。在冒险倾向组中，缺乏预先计划时腹侧注意和边缘网络之间的耦合增强；同时，情感追求增强额顶叶神经网络和默认模式网络（DMNs）之间的耦合。最终，缺少持久性对边缘网络的前颞节点（anteriortemporal nodes）的耦合有积极作用，但是对某些额顶叶神经网络和DMNs之间的额极耦合有消极作用。总之，冒险性倾向对冲动性人格相关的脑功能活动有调节作用，使得脑神经网络处于更倾向即刻、自动、或者不适当的反应的状态。

背景
冒险性行为是人类和动物共有的行为，涉及人类活动的多个方面，从捕猎或者经济问题到科学或太空探索。冲动性和感觉寻求人格特质和冒险性行为密切相关。其中冲动性又被细分为5个维度：积极和消极的紧迫感，（缺乏）预计划，（缺乏）持久性，和感觉寻求（UPPS模型）。在神经生物学研究中，冲动性因素已经被发现与参与情绪调节、反应抑制和认知控制的大脑区域的功能连接有关。前扣带皮层（ACC）与前三个维度相关。特别是，积极的紧迫性同膝下ACC与双侧顶叶皮层（包含部分楔前叶、压后皮质和距状沟中间部）的连接活动呈负相关，（缺乏）持久性同膝上ACC与右侧中额回（MFG）的网络连接呈正相关；（缺乏）预计划同膝上ACC与双侧枕叶皮质的连通性呈负相关。这可能说明，前额叶区域的过度耦合可能是缺乏持久性的神经基础，（缺乏）预计划则可能与在大脑的感觉区域中进行注意调节的信息加工有关。此外，分析低频波动幅度，默认模式网络（DMNs）的部分区域（如膝下ACC，内侧额回，右侧背外侧前额叶皮层，左侧额下回、额前回、扣带回/楔前叶）的活动与紧迫感的均分正相关。在背内侧前额叶（DMPFC）灰质体积和右侧颞极（两个区域参与情绪加工和决策过程）与消极的紧迫性负相关。感觉寻求也与一些结构特征有负性关联，包括与认知控制与自我调节相关的ACC和MFG等脑区的皮层厚度和灰质容量。冒险倾向似乎是冲动性脑连接机制的一个影响因素。比如在Stroop任务中，冒险的被试在ACC,DMPFC，背外侧前额叶皮层，右侧额极以及右侧岛叶活动强于非冒险的被试，而且，这些脑区活动的增强中介了紧迫感和冒险性行为表现。以往研究发现，前额岛叶系统的功能差异可能是有无冒险性个体对冲动性控制差异的神经基础，在高冒险性的青年中，杏仁核和右侧MFG，左侧扣带回，左侧楔前叶，和右侧顶叶下皮层的联结增加，伏隔核和右侧MFG之间的联结增加。但是，冒险倾向不同于冲动性和感觉寻求特质，以往研究间接分析冲动性和感觉寻求与脑功能连接之间的联系，并没有直接分析冒险倾向与脑功能连接的关系。那么，是否脑网络的功能耦合与冲动性和感觉寻求之间的联系会受冒险倾向的影响呢？
方法
被试
在完成多领域冒险倾向问卷（DOSPERT-30）的1093名大学生中，以25%和75%的分位值作为高低分组界值，其中男女分开计算，最终89名被试（40名女性），平均年龄21岁，被纳入，冒险组45名（21名女性），非冒险组44名（19名女性）。
测量方式
问卷包括Domain-specificrisk-taking scale 30 (DOSPERT-30) scale、Impulsive behavior scale (UPPS-P)、Sensation-seekingscale、Sensitivity to punishment and sensitivity toreward questionnaire（测量行为趋近和抑制系统）；机动车驾驶模拟任务在模拟器中完成，该任务包括8种风险场景，冒险倾向由驾驶的平均速度、超速时长以及平均超速速度来评估；最后还测量了被试的风险感知，该任务要求被试判断140幅司机驾驶角度观察到的情境图片是否为危险，包括70幅高风险和70幅低风险。这些图片在模拟器显示屏中呈现，然后推模拟器减速手柄作为选择，注视点呈现750ms，图片呈现2000ms，最后以推杆图片中正确判断率代表风险感知水平。
EEG记录和预加工
采用64导系统的Brain Product脑电设备，在风险感知测量任务中同时测量EEG。数据采集在1000Hz，利用0.016-1000Hz的带宽过滤器放大，在线参考电极为FCz，电阻降在25 kΩ以下。离线信号加工在EEGlab中完成，采样率降为250Hz，以平均电极作为参考电极，恢复FCz的电极活动；滤波器为0.1-30Hz，36 dB/octave，采用－200至2000ms的时间锁相，基线校准，ICA分析移除眼动和肌肉伪迹。每个被试的平均相位利用标准化的低分辨率的大脑电磁断层扫描软件（sLORETA）确定大脑模板中每个体素的活动。
数据分析
1）验证基于DOSPERT-30分组的有效性，进一步分析了风险感知任务和驾驶模拟器任务表现之间的组间差异。
2）利用人格和行为倾向问卷的分数来回归预测DOSPERT-30的分数，从而构建冒险性被试的人格特质剖面，结合部分最小二乘判别分析和交叉验证的方式最后提取出一个单维的人格成分，然后采用可变自标度和贝叶斯分配标准检验模型。
3）利用EEG数据构建基于冒险水平的人格倾向脑网络，主要利用脑网络地图定位来计算7个脑网络（视觉网络[VN]，体感运动网络[SMN]，背侧注意网络[DAN]，腹侧注意网络[VAN]，边缘网络[LN]，额顶叶网络[FPN]，和默认网络[DMN]）之间和内在的功能耦合。该网络地图中包含210 皮层节点，34个区域为 VN，33个为 SMN，30个为 DAN，22个为VAN，26个为LN，26个为FPN，以及36个为DMN。分析每个脑网络的时间顺序和其每个节点顺序，提取相应的像素簇的第一个特征根的值，进行位置平均化，再利用FELnets（默认参数）计算L2－正态规则化的边相关系数代表脑网络的功能连接，之后利用组间差异——人格特征、年龄、性别为预测因素——进行多元多步线性回归。最后，在各组内控制年龄和性别的情况下，计算每个预测显著的人格特征与功能耦合之间的偏相关值。相关关系被转换成z分数，然后再组间比较。统计决策是使用Bonferroni校正，将校正后的p值保持在0.05以下。
结果
1）冒险组被试的风险感知水平越低、模拟驾驶速度越快、超速时间越长、平均最大超速也显著高于非冒险组。
2）利用75%的数据作为训练单维人格因子模型，最终对冒险组和非冒险组的区分准确率达到89.53%，在25%的测试集中准确率达86.36%，在单维人格模型中各因子载荷中只有消极紧迫感、缺乏持久性和损失敏感性与冒险倾向成负相关，其余都为正相关。结果如下图1所示

图1 （a）为单因子区分度（b）为各问卷对潜在因子的载荷

3）多元逐步线性回归得到人格特征、年龄、性别为显著的预测因素，且有无冒险倾向组间存在差异，具体结果见图2。图2中的黑色实点为冒险组，大点代表偏相关值，不同颜色曲为脑网络区。在预先计划人格特质和腹侧注意网络－边缘网络（VAN–LN）的偏相关系数（r冒险组=0.4，r非冒险组=-0.27，矫正p=0.02）以及感觉寻求人格与额顶叶网络－默认模式网络（FPN-DMN）偏相关系数（r冒险组=0.42，r非冒险组=-0.23，矫正p=0.02）上，冒险组和非冒险组存在显著的反向值，小坐标图为人格特质值与该功能连接强度之间的关系，插入线代表为相关性）。此外，组间差异与人格特质还会影响单一神经网络节点与节点之间的耦合，具体结果见表1。
图2 冒险倾向对脑功能连接的调节作用

表1.在有冒险倾向和无冒险倾向组间与人格特征有显著相关的网络内配对节点耦合
图片

讨论
冒险倾向调节人格特质和脑网络功能耦合之间的关系以及脑网络节点之间的连接。本研究的人格特质构面分析冒险行为与之前研究结果一致，其中冒险倾向主要受冲动和情感寻求以及奖赏惩罚敏感性影响。冒险组与非冒险组之间比较，VAN-LN和FPN-DMN之间的耦合分别与缺乏预先计划、感觉寻求人格特质之间存在正相关，可推测人格与LN-VAN耦合以及DMN-FPN耦合的调节作用相关。进一步发现，在同一神经网络中，在不同组不同人格间，节点间的耦合存在差异，其中持久性人格特质调节作用最显著。
缺少预先计划主要和信息加工中间的注意模式化偏差有关，受眶额叶（LN）与VAN的躯体感觉区域的耦合活动影响，说明建立内在动机和对奖赏的评估是预先计划的主要神经活动，而在冒险组中，倾向于注意外界刺激的奖赏，从而导致行为的偏向。FPN与认知灵活性以及对变化的行为目标和任务要求的适应性有关，DMN与内在活动如心境漂移相关。DMN-FPN耦合是指通过减少DMN的活动减少来抑制与任务无关的信息，同时通过增加FPN的活动增强与任务相关的特征。由此可以推测，冒险倾向的情感追求者更追求内在的情感体验，而不是关注于任务的外界刺激。同一神经网络节点间的耦合差异结果说明，冒险组中缺乏持久性（受无聊或压力容易放弃某一行为）的冲动特质显著，而且LN,FPN,DMN网络节点间存在耦合，说明缺乏持久性主要增强了对刺激加工和评估的节点区域活动，减弱了认知控制的前额叶活动，从而导致不稳定易变行为。
总之，本研究说明冒险倾向不仅仅与人格特质相关，而且与不同人格特质个体的脑区功能活动也有关。
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