压力伴随每个人生活工作和毕生发展。适度应激（俗称压力）能够激发我们机体防御的机制，促进环境适应与生存能力。然而，超负荷压力是引发全球焦虑与抑郁等精神健康问题发病率持续恶化的关键风险因素。当面临长期压力时，有的人总能克服重重困难并不断提升自我调节与应对能力，有的人却表现不佳、发挥失常，甚至引发心理问题或障碍。那么，究竟是什么因素或特质影响个体长期压力下以上不同表现呢？其中，特质焦虑，即对不确定性环境或者潜在威胁刺激往往表现出敏感性焦虑反应倾向，被认为是一种关键的调控因素之一。然而，其背后的认知神经机理不明：当高焦虑特质和低焦虑特质人群同时面临长期外部压力时，他们究竟会有哪些不同的认知行为表现及其神经活动模式？长期压力究竟是苦剂还是良药？
近日，北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室、IDG/麦戈文脑科学研究院秦绍正团队与深圳大学吴健辉团队联合在《Cerebral Cortex》发表最新实证研究：综合利用功能性磁共振和基于n-back范式的漂移扩散计算建模（HDDM），揭示了长期压力和特质焦虑如何通过改变脑网络平衡来影响n-back工作记忆任务执行过程中的动态认知计算过程。研究者招募了即将面临研究生入学考试的考生作为长期压力组，且需要满足以下条件：1）必须为考研“奋战”了至少六个月以上，2）以男性考生为主（以便避开女性生理激素对脑认知功能的影响）；对照组被试则为不参加考研的同龄同性别大学生。在心理行为上，长期压力下被试相比对照组体验到更高的心理压力水平。此外，无论是长期压力实验组还是对照组，即使是在控制了状态焦虑之后，特质焦虑程度较高的个体经历了更多的心理困扰（图1）。这些结果与之前关于慢性压力中持续痛苦和其他症状的研究结果一致(MacLeod& Hagan 1992)，也跟经典心理学观点一致，即特质焦虑是与压力相关的精神病理的脆弱表型(Bishop& Forster 2013; Weger & Sandi 2018)。
图1 长期压力组和对照组的实验设计及特质焦虑对心理困扰测量的影响
根据序列抽样理论(RatcliffR 1978)，n-back范式类似于快速决策任务，因此可以被建模为一个证据累计过程。例如在2-back条件下，被试需要判断当前数字是否与两个位置之前的数字相同。在这个决策过程中，被试需要从带有噪声的信息流中提取出有效信息(即证据)，随着证据的不断积累到一定程度后达到做出决策的阈值，此时被试做出判断。研究使用层级性贝叶斯的漂移扩散模型（HDDM）对此决策过程进行建模，尤其关注模型估计出来的参数漂移率，它反映了被试从信息流中提取有效信息的能力。在决策过程中，长期压力组表现出更快的反应时和漂移率，但准确性与对照组相当（图2）。根据压力、焦虑和认知表现的综合模型(Derakshan& Eysenck 2009; Edwards et al. 2015)，我们的研究结果表明，在高认知要求任务下，持续暴露于考试压力可能不会损害行为有效性(即准确性)，但可能提高加工效率(即更快的反应时和漂移率)。然而，这种提高的效率不同于先前研究报道的慢性压力的认知缺陷(Arnsten,2009;Lupien et al. 2009)。调和这一冲突的因素是长期压力与特质焦虑的相互作用。当考虑到个体的特质焦虑时，较低的特质焦虑个体在长期压力下表现出相对更快的漂移速度，而准确性在不同群体和焦虑水平上保持在相当水平。换句话说，压力诱导的更快漂移率效应是由低特质焦虑个体驱动的（图3）。这与之前关于压力易感性报告的研究一致，即有的人似乎“遇强则强”，可以开发适应性策略来应对压力(FranklinTB et al. 2012; Ebner K and N Singewald 2017; Weger M and C Sandi 2018)。
图2 长期应激对n-back任务中潜在动态决策的影响
图
3
在压力组和对照组中将将参与者分为低特质焦虑组和高特质焦虑组时，
2-back
条件下的平均漂移率
(
左
)
和准确性
(
右
)
图4 工作记忆和长期压力的主效应
在脑激活水平上，与先前的研究一致(Phillipset al. 2008)，长期压力下的个体表现出前
脑岛的激活增加（图
4
）；长期应激导致突显网络的核心节点
(
包括前岛叶和前扣带皮层
)
的工作记忆相关激活增加，而默认模式网络的负激活较少（图
5
）。
前岛叶和前扣带皮层被认为支持显著性加工、情绪和执行功能
(Menon& Uddin 2010)
。
基于情绪
-
认知交互的双重竞争模型
(Pessoa
，
2009)
，这些突显网络区域负责重新分配神经资源，解决情绪处理和执行功能之间的竞争。
因此，在长期压力下，突显网络更多的激活可能反映了压力组需要额外的认知资源，以应对和调节压力诱导的沮丧情绪，以及与任务无关的想法。
压力诱发的与任务无关的内部想法伴随着更少的默认模式网络负激活，这与抑郁症等精神疾病中异常的默认模式网络抑制的实证结果相似(Whitfield-Gabrieli& Ford 2012)。
图5 工作记忆和长期压力的交互效应
进而，本研究还采用多组中介模型发现长期压力下高特质焦虑的个体通过更高的额顶活动表现出与较慢的漂移率的间接关联，而高任务需求下的对照组则没有（图6）。这表明额顶网络仅在长期压力下起到中介作用，意味着处于长期压力下的高特质焦虑个体倾向于招募更多的神经资源来抑制与任务无关的信息以维持与控制组相当的正确率，但降低了证据积累的速度，以便在任务需求增加时做出正确的决策。
图6 特质焦虑、大脑激活与漂移率的中介关系
最后，在大脑功能网络交互层面，我们发现在长期压力下的工作记忆过程中,额顶网络与默认模式网络的负相关比对照组大。关键的是，在高任务需求下，处于压力组的特质焦虑较高的个体在额顶网络和默认模式网络之间表现出更强的解耦，而在对照组中则没有，并且这种更强的解耦与较慢的漂移率相关（图7）。这再次提供了证据，表明高特质焦虑个体可能会依
靠
额顶网络
-默
认模式网络之间的解耦以及上述额顶网络激活的增加来募集额外的认知资源，以便做出正确的反应，并以牺牲处理效率为代价防止准确性不足。
图7长期压力下特质焦虑对网络连接的调节
综上，我们的研究发现为心理应激与情感认知相互影响领域提供了新的见解：即长期压力能激发低特质焦虑人群的潜力从而更好的完成任务；而高特质焦虑本身并不一定导致认知缺陷。相反，高特质焦虑与长期压力协同作用，通过募集更多的认知资源以降低速度为代价来完成当前任务。所以，无论你是哪种类型的人群，让我们在生活中学会“与压力为友”吧！
本研究是课题组近5年来在人脑情感认知与心理应激领域系列研究工作(Zhuanget al, Nat Hum Behav 2021; Xiong et al. Prog Neurobiol 2021; Jianget al., Biol Psychiatry 2021; Tian et al., Biol Psychiatry 2021; Liuet al., Nat Commun 2016)的拓展和延续。本研究获得国家自然科学基金项目、国家社科基金重大项目、国家重点实验室开放课题和中央高校基本科研专项资金等支持。秦绍正课题组研究生刘亮颖和深圳大学吴健辉教授为论文共同第一作者，其他合作者包括耿海洋博士、刘超教授、罗跃嘉教授和罗劲教授，通讯作者为秦绍正教授。
http://icanbrainlab.bnu.edu.cn/en/infolist-99.html
论文信息：
Liangying Liu, Jianhui Wu, Haiyang Geng, Chao Liu,Yuejia Luo, Jing Luo, Shaozheng Qin, Long-Term Stress and Trait Anxiety Affect Brain Network Balance in Dynamic Cognitive Computations, Cerebral Cortex,2021;, bhab393,
https://doi.org/10.1093/cercor/bhab393
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