李 巖劉登堂徐一峰

返回抑制及其在精神分裂癥中的研究

李 巖1劉登堂2徐一峰2

人類視覺環(huán)境中的信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)人腦處理能力，這就需要大腦提高搜索效率。返回抑制是在進(jìn)化過(guò)程中形成的能力，在已經(jīng)搜索過(guò)的位置上再出現(xiàn)目標(biāo)時(shí)，人們的反應(yīng)會(huì)減慢。從而忽略不重要的信息，對(duì)重要的信息更快地反應(yīng)。這種現(xiàn)象一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即成為認(rèn)知科學(xué)研究的熱點(diǎn)。而近20年來(lái)精神分裂癥認(rèn)知癥狀越來(lái)越引起臨床醫(yī)師的重視，返回抑制是認(rèn)知功能中注意方面的重要抑制成分，能夠量化檢查，而且方法簡(jiǎn)便可行［1］。研究精神分裂癥返回抑制現(xiàn)象與正常人的差異，是精神分裂癥認(rèn)知癥狀方面的重要發(fā)現(xiàn)。

1 返回抑制相關(guān)的概念

①線索化：注意研究中經(jīng)常采用的一種方法。在靶目標(biāo)出現(xiàn)之前，對(duì)空間某一位置先進(jìn)行提示，稱為線索化該位置。線索有兩類，一種是無(wú)意義的，比如只是使該位置變亮一下，這種線索能自動(dòng)捕捉到受試者的注意(外源性注意）。另一種是提供信息的，比如是一個(gè)箭頭，其方向指向靶目標(biāo)很可能出現(xiàn)的位置，這使受試者會(huì)對(duì)靶可能出現(xiàn)的位置，形成一種預(yù)期而去注意(內(nèi)源性注意）。②SOA(stimulus onset asynchrony）：線索開始呈現(xiàn)到靶開始呈現(xiàn)的時(shí)間間隔，是研究時(shí)所用的條件。③RT(response time反應(yīng)時(shí)）：靶開始呈現(xiàn)到受試者開始反應(yīng)的時(shí)間間隔，是研究中要收集的數(shù)據(jù)。④返回抑制(inhibition of return，IOR）：1984年美國(guó)Posner小組在注意定向研究中發(fā)現(xiàn)，對(duì)空間某一位置線索化后，不僅立即出現(xiàn)易化效應(yīng)(被試對(duì)其后在線索化位置出現(xiàn)的靶子反應(yīng)快和/或準(zhǔn)確）；而且易化效應(yīng)很快消失，SOA≥300ms后，出現(xiàn)抑制效應(yīng)(被試反而對(duì)這個(gè)位置的反應(yīng)慢和/或不準(zhǔn)確）。這種抑制效應(yīng)稱為返回抑制。⑤返回抑制的意義。當(dāng)我們處在一片叢林中，會(huì)對(duì)已掃視過(guò)的位置反應(yīng)慢，對(duì)跟掃視過(guò)的一棵樹特征一樣的其他樹反應(yīng)慢；而新的位置或新的物體出現(xiàn)時(shí)就會(huì)引起我們的注意，從而及時(shí)覺察危險(xiǎn)。抑制注意返回到已搜索過(guò)的位置或物體，就是返回抑制。Posner［2］的實(shí)驗(yàn)程序非常實(shí)用而且簡(jiǎn)單，可以用在正常被試和不同疾病人群，甚至動(dòng)物中。所以返回抑制現(xiàn)象自發(fā)現(xiàn)以來(lái)25年，引起廣泛研究，對(duì)認(rèn)知科學(xué)影響巨大。Posner最初的論文在SCI中被引用達(dá)1 075次。

2 返回抑制的特性

①時(shí)間分布。返回抑制持續(xù)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，一些研究中顯示SOA超過(guò)3秒仍有返回抑制效應(yīng)存在。增加任務(wù)難度或進(jìn)行Stroop干擾時(shí)，返回抑制出現(xiàn)時(shí)間延遲，即在SOA較長(zhǎng)時(shí)才出現(xiàn)返回抑制效應(yīng)［3］。②空間分布。在最初線索位置周圍返回抑制有大小變化梯度，距離線索位置越近返回抑制值越大。返回抑制的容量比較小，一般最多只能抑制4個(gè)或5個(gè)位置［4］。③類型。包括對(duì)位置的返回抑制和對(duì)客體的返回抑制?；谖恢玫姆祷匾种萍辞笆鰧?duì)在某一空間位置線索化后，對(duì)再出現(xiàn)在該位置的靶子反應(yīng)減慢。基于客體的返回抑制是指對(duì)某一客體線索化后，即使客體運(yùn)動(dòng)到其他位置，仍能觀測(cè)到對(duì)該客體反應(yīng)上的抑制。④實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ?。a.線索-靶子模式：非常普遍。根據(jù)線索類型分為單線索、雙線索、多線索、同時(shí)多線索、on-off線索；根據(jù)任務(wù)類型分為覺察任務(wù)和辨別任務(wù)；根據(jù)靶子類型分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模式；b.靶子-靶子模式。目前主要集中在辨別任務(wù)及跨通道的研究中。

3 返回抑制機(jī)制

盡管返回抑制是在研究注意定向時(shí)發(fā)現(xiàn)的，但它與注意定向的關(guān)系一直存在爭(zhēng)論。人腦對(duì)一個(gè)刺激從覺察到反應(yīng)，經(jīng)過(guò)感官接受刺激信息-注意系統(tǒng)選擇加工傳入-相應(yīng)系統(tǒng)對(duì)刺激反應(yīng)的過(guò)程。針對(duì)返回抑制到底抑制了認(rèn)知加工的哪一個(gè)過(guò)程，有以下五種學(xué)說(shuō)。①反應(yīng)抑制學(xué)說(shuō)。認(rèn)為IOR與注意無(wú)關(guān)，是線索化位置上的反應(yīng)被抑制。注意一般影響對(duì)刺激的相對(duì)早期的感知加工，而IOR則與后期的反應(yīng)階段聯(lián)系。IOR影響已被激活的刺激表征到反應(yīng)。②注意抑制學(xué)說(shuō)。IOR不是線索化位置上的知覺加工被抑制，而是注意被抑制，因?yàn)樽⒁庵匦露ㄏ?，減慢了對(duì)隨后出現(xiàn)在那里的靶子的覺察。③感知抑制學(xué)說(shuō)。有趣的是，爭(zhēng)論了20余年后，新的電生理和影像學(xué)研究證據(jù)更支持最初對(duì)這個(gè)現(xiàn)象的推斷。IOR的機(jī)制與早期感覺通路有關(guān)，對(duì)靶刺激的易化和抑制效應(yīng)都是外周線索化引起的，IOR被位置和客體參照編碼，甚至觸覺和聽覺編碼。④最后一個(gè)學(xué)說(shuō)則很有特色-注意動(dòng)量學(xué)說(shuō)。認(rèn)為線索化和非線索化位置都受注意的影響，IOR是因?yàn)閷?duì)離開注意路徑的位置上靶子的反應(yīng)，要慢于對(duì)沿著注意路徑的位置上靶子的反應(yīng)。它不是一種抑制，而是注意方向的重新確定［5］。上述學(xué)說(shuō)各有論據(jù)，對(duì)返回抑制機(jī)制的研究在爭(zhēng)論中不斷發(fā)展。

傳統(tǒng)的研究和爭(zhēng)論多以行為學(xué)結(jié)果作為證據(jù)，近年來(lái)對(duì)返回抑制的研究主要是在電生理和神經(jīng)結(jié)構(gòu)水平進(jìn)行，通過(guò)事件相關(guān)電位(ERP）和功能磁共振(fMRI）提供更直接的證據(jù)。McDonald等［6］記錄了返回抑制的ERP，SOA為500～700ms時(shí)，有效線索最早表現(xiàn)為潛伏期120-200ms晚成分加工負(fù)波。SOA為900～1100ms時(shí)，有效線索最早是P1成分，波幅小，但不影響N1和P2。Chica和Lupianez［7］側(cè)重觀察了返回抑制的ERP中的P1成分(反映早期感知加工）和P3成分(反映晚期加工），發(fā)現(xiàn)有效線索使P1、P3波幅降低(提示存在神經(jīng)元活動(dòng)的抑制）；且在易化效應(yīng)時(shí)即有P1的降低(提示易化效應(yīng)和抑制效應(yīng)都是由線索引起的，支持IOR的感知抑制）。

4 返回抑制在精神分裂癥中的研究

IOR作為研究注意和空間認(rèn)知的工具，在認(rèn)知科學(xué)中廣泛應(yīng)用。如在新生兒中研究注意定向機(jī)制的發(fā)育；在老年人中研究其衰退；在精神疾病或額葉損傷病人中研究其所涉及的腦區(qū)［8，9］。

返回抑制效應(yīng)在精神分裂癥人群中的表現(xiàn)與患者類型和檢測(cè)所使用的程序模式密切相關(guān)。返回抑制自發(fā)現(xiàn)以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在精神分裂癥患者中進(jìn)行的返回抑制研究及其結(jié)果見表1［10-19］。

表1 國(guó)內(nèi)外對(duì)精神分裂癥返回抑制特性的研究

如表1所示，IOR在精神分裂癥病人中的研究結(jié)果有以下特點(diǎn)。①相對(duì)一致的證據(jù)有4個(gè)研究，分別為Posner&Cohen(1988）、Carter(1994）、Maruff(1995）、Wigal (1997），證實(shí)精神分裂癥病人的IOR存在視野不平衡性，即右視野返回抑制下降、左視野返回抑制上升。②不一致的證據(jù)中，均列出了其程序模式和病人類型的主要不同。a.程序模式對(duì)結(jié)果的影響。支持精神分裂癥病人IOR時(shí)程和大小正常的研究有Fuentes(1999）(其通過(guò)與語(yǔ)義啟動(dòng)等模式結(jié)合，仍支持精神分裂癥存在IOR缺陷）；支持精神分裂癥病人IOR延遲出現(xiàn)的研究有Larrison(2002），劉登堂、徐一峰(2008）；支持精神分裂癥病人不出現(xiàn)IOR，即無(wú)返回抑制能力的研究有Huey(1994），Gouzoulis(2004、2006、2007）。由表中可見，在IOR正常和延遲出現(xiàn)的研究中，均應(yīng)用了中心線索化(即線索返回模式，使被試注意回到中心注視點(diǎn)）；在不出現(xiàn)IOR的研究中，均沒有使用中心線索化。b.病人類型中用藥與不用藥對(duì)結(jié)果的影響。僅4個(gè)研究在未用藥病人中進(jìn)行，Carter(1994），Gouzoulis(2007），Sapir(2007），劉登堂、徐一峰(2008），但結(jié)果并不一致，有IOR正常也有不出現(xiàn)。在用藥還是未用藥病人中檢測(cè)，至少目前的研究未發(fā)現(xiàn)與IOR結(jié)果直接相關(guān)。c.Sapir在2001年檢測(cè)了中心線索化對(duì)結(jié)果的影響，認(rèn)為中心線索化可以加快IOR，精神分裂癥病人的IOR缺陷較輕，容易被這種模式恢復(fù)。Sapir在2007年檢測(cè)了藥物對(duì)結(jié)果的影響，認(rèn)為藥物對(duì)IOR的視野不平衡現(xiàn)象有影響，但對(duì)IOR的出現(xiàn)與否無(wú)明顯影響。

正如精神分裂癥在其他領(lǐng)域的研究一樣，其在IOR方面的研究結(jié)果也如此矛盾。目前的研究集中在病人是否用藥和有無(wú)中心再定向模式，對(duì)精神分裂癥病人IOR的影響。將來(lái)的研究還需要注意這個(gè)疾病的異質(zhì)性是其有關(guān)研究不一致的重要原因；適當(dāng)增加樣本量；另外各研究應(yīng)用的程序參數(shù)對(duì)結(jié)果的影響，如線索時(shí)長(zhǎng)、SOA時(shí)長(zhǎng)、靶刺激時(shí)長(zhǎng)等。同時(shí)，目前已可以應(yīng)用事件相關(guān)腦電位和功能磁共振等電生理和影像學(xué)研究，為精神分裂癥病人的返回抑制現(xiàn)象提供更直接的證據(jù)。

已有大量的研究證明，精神分裂癥的認(rèn)知功能損害與額葉功能障礙有關(guān)，是一個(gè)獨(dú)立的原發(fā)核心癥狀，不是疾病的后果而是疾病的基礎(chǔ)病理生理過(guò)程。它普遍存在，90%的精神分裂癥患者有至少1個(gè)認(rèn)知維度缺陷，75%的患者有至少2個(gè)認(rèn)知維度缺陷，而且發(fā)病前就已經(jīng)出現(xiàn)，甚至在未發(fā)病一級(jí)親屬中也有輕度癥狀，緩解期仍然持續(xù)，比陽(yáng)性和陰性癥狀更影響其預(yù)后結(jié)局［20］。而對(duì)認(rèn)知癥狀中比如注意力缺陷的確定，臨床的客觀依據(jù)極為有限。返回抑制是認(rèn)知功能的重要且可量化檢查的成分，研究精神分裂癥的返回抑制現(xiàn)象與正常人的差異，對(duì)其認(rèn)知功能缺陷的判定有重大意義。盡管目前還處于現(xiàn)象學(xué)階段，但隨著認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的發(fā)展，研究方法進(jìn)入電生理和神經(jīng)定位水平，人們對(duì)機(jī)制的探索會(huì)更加深入。

1 Maylor EA.Attention and performance XI.Hillsdale，NJ：Lawrence Erlbaum Associates，Inc，1985：189-204.

2 Posner MI，Cohen Y.Attention and performance X.UK：Lawrence Erlbaum Associates Ltd，1984：531-556.

3 Dorris MC，Taylor TL，Klein RM，et al.Influence of previous visual stimulus or saccade on saccadic reaction times in monkey.Journal of Neurophysiology，1999，81：2429-2436.

4 Berlucchi G，Chelazzi L，Tassinari，G.Volitional covert orienting to a peripheral cue does not suppress cue-induced inhibition of return. Journal of Cognitive Neuroscience，2000，12：648-663.

5 Franke C，Reuter B，Breddin A，et al.Response switching in schizophrenia patients and healthy subjects：effects of the inter-response interval.Experimental Brain Research，2009，196：429-438.

6 McDonald JJ，Ward LM，Kiehl KA，et al.An event-related brain potential study of inhibition of return.Perception&Psychophysics，61：1411-1423.

7 Chica AB，Juan L.Effects of endogenous and exogenous attention on visual processing：an inhibition of return study.Brain Research，2009，1278：75-85.

8 周建中.返回抑制研究的新進(jìn)展.心理科學(xué)，2003，26(2）：326-329.

9 Bennett PJ，Pratt J.The spatial distribution of inhibition of return. Psychological Science，2001，12：76-80.

10 Fuentes LJ，Boucart M，Alvarez R，et al.Inhibitory processing in visuospatial attention in healthy adults and schizophrenic patients. Schizophrenia Research，1999，40：75–80.

11 Sapir A，Dobrusin M，Ben-Bashat G，et al.Neuroleptics reverse attentional effectsinschizophreniapatients.Neuropsychologia，2007，45：3263-3271.

12 Sapir A，Henik A，Dobrusin M.Attentional asymmetry in schizophrenia：disengagement and inhibition of return deficits.Neuropsychology，2001，15：361-370.

13 Larrison FA，Briand KA，Sereno AB.Delayed onset of inhibition of return in schizophrenia.Progress in Neuropsychopharmacology&Biological Psychiatry，2002，26：505-512.

14 Gouzoulis ME，Heekeren K，Voss T，et al.Blunted inhibition of return in schizophrenia evidence from a longitudinal study.Progress in Neuropsychopharmacology&Biological Psychiatry，2004，28：389-396.

15 Gouzoulis ME，Balke M，Hajsamou S，et al.Orienting of attention in unmedicated patients with schizophrenia，prodromal subjects and healthy relatives.Schizophrenia Research，2007，97：35-42.

16 Gouzoulis ME，Shemirani M，Hajsamou S，et al.Deficient inhibition of return(IOR）in unmedicated patients with schizophrenia，but not in patients in risk for psychosis.European Neuropsychopharmacology，2006，16：373-373.

17 劉登堂，王彥，徐一峰，等.精神分裂癥返回抑制的研究進(jìn)展.上海精神學(xué)，2005，17：171-174.

18 劉登堂，楊治良，徐一峰，等.急性期精神分裂癥返回抑制的時(shí)間進(jìn)程.心理科學(xué)，2008，31(5）：1049-1053.

19 吳彥，徐一峰，劉登堂，等.急性期精神分裂癥返回抑制時(shí)間進(jìn)程的初步研究.上海精神醫(yī)學(xué)，2007，19：197-202.

20 Lupianez J，Klein RM，Bartolomeo P.Inhibition of return：twenty years after.Cognitive Neuropsychology，2006，23：1003-1014.

2009-09-28）

(本文編輯：武春艷）

1.復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院 200040；2.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬精神衛(wèi)生中心 200030。通信作者：徐一峰，電子信箱hyyyyb @gmail.com