焦虑的根源:杏仁核杏仁核是大脑中一个小型但强大的部分,旨在帮助我们侦查、规避、防御危险,在危急关头幸免于难。 (实际上,杏仁核的作用远不止这些,但我们将重点关注这些功能,因为它们与杏仁核产生焦虑的机制有关。)杏仁核负责启动预设防御反应,这种反应不仅存在于人类,也存在于所有动物中。 调节杏仁核的活动:睡眠、运动和饮食等生活方式对杏仁核的活动有重要影响。 良好的生活习惯可以帮助平衡杏仁核的活动,减轻焦虑情绪,《重塑杏仁核》提供了完整的生活习惯检测表和解决路径,帮助你在日常生活中培养养成健康杏仁核的好习惯。 大脑皮层的某些想发也会导致杏仁核激活,从而产生焦虑反应。皮特曼博士将皮质通道比喻为杏仁核在观看“大脑皮层电视”,当这个频道一直在播放如同马拉松式的负面想法或图像时,杏仁核就会对它们做出反应。
《本文同步发布于“脑之说”微信公众号,欢迎搜索关注~~》 Human brain mapping:通过抑制性和兴奋性TMS调控内侧额极和杏仁核之间的功能连接 人脑中的前额叶-边缘网络在社会认知 内侧额极皮层(medial frontopolar cortex, mFP; Brodmann Area 10)和杏仁核是该网络的一部分,并且fMRI研究已经证实它们之间存在功能连接。 但是,神经调控对mFP-杏仁核之间的功能连接的影响目前尚未得到充分研究。 by inhibitory and excitatory transcranial magnetic stimulation》的研究论文,采用静息态fMRI研究了低频和高频TMS刺激右侧mFP对mFP-杏仁核之间功能连接的影响 结果发现,低频TMS可以降低,而高频TMS可以增加mFP-杏仁核之间的功能连接。
13名(7名男性、6名女性)患有药物难治性癫痫的被试参与该研究,4名被试(2名男性、2名女性)因未习得恐惧任务而排除出进一步分析。 图4 各区域内接触点试次间功率分布 为了探究theta振荡的起始点是否于学习进程共变,该研究将整个学习阶段划分为6段,调用BOSC检测出的theta振荡起点,在LME模型检验下,发现在CS+试次中 对比两条件,该研究观察到杏仁核到dmPFC的负相斜率显著增多,表明恐惧相关的theta活动从dmPFC至杏仁核的转移过程(图5D);PSI与杏仁核和dmPFC之间的ICOH呈负相关(图5E),而杏仁核- 使用皮肤电数据从行为上验证了联结性模型,探测并发现了联结性与SCR之间的显著相关性(图6A),且杏仁核theta功率与联结性的显著相关(图6B),但未在mPFC两区域中发现类似效应。 图6 SCR、杏仁核中theta功率分别与联结性之间的相关性 4 讨论 恐惧记忆的形成与杏仁核同恐惧网络中其他区域(特别是mPFC)的相互作用有关。
弱者心态的神经生物学基础:大脑里的“弱者模式”恐惧与理性的失衡——杏仁核与前额叶的异常活动杏仁核,这个位于大脑深部、形状酷似杏仁的结构,被科学家称为大脑的“警报中心”。 正常情况下,当杏仁核发出警报后,前额叶皮层会迅速介入,评估威胁的真实性,并决定是否要按下“解除警报”的按钮。然而,在那些容易陷入“弱者心态”的个体身上,这种对话常常失灵。 影像学研究显示,这类人群的杏仁核表现出过度活跃状态——即使在安静状态下,杏仁核的血流和代谢也显著高于常人。与此同时,前额叶皮层的功能却相对减弱。 功能性磁共振成像证实,这种杏仁核活跃度增高与前额叶皮层激活不足的失衡状态,直接导致了情绪调控的失效。 呼吸训练和快速生理状态改变技巧能直接调节杏仁核反应。TIPP技巧——用冰水敷脸或握住冰块,强烈的冷感能瞬间激活“潜水反射”,快速降低心率,平息恐慌。
我们还发现,杏仁核与大脑皮层的功能连接的分布和大小与个体在杏仁核细分和皮层功能脑网络的立体定向位置的差异有关。 对基本杏仁核回路的详细描述导致了一个模型,该模型中,杏仁核外侧核整合了感觉输入和当前生理状态,而杏仁核中央核发送广泛的输出,以指导适当的行为和生理反应。 然而,我们对个体杏仁核的功能连接知之甚少,这限制了我们理解和治疗个体杏仁核连接障碍的能力。在这里,我们将10个人的杏仁核分成三个部分,并利用每人5小时的功能磁共振成像数据来定义连接模式。 结果 2.1 个体化杏仁核分区 标准的基于组的研究通常使用概率结构模板将杏仁核划分为三个分区,对应于组平均解剖位置的中央内侧、基底外侧和浅表杏仁核分区。 经验定义的个体杏仁核细分(图1B)在平均位置和个体间变异上都类似于公开可用的杏仁核分区(图1A)。
初次纳入共327名被试(健康组172人;焦虑组155人),排除40人,原因是在首次厌恶刺激出现之前(健康组1人;焦虑组6人)或之后(健康组7人;焦虑组16人)或因技术问题(健康组6人;焦虑组4人)中断。 组水平: 来自以下个体水平感兴趣的回归变量的系数被包括在四个组水平的分析模型中:反应时间调节的任务激活、平均反应时间的任务激活、左侧杏仁核的gPPI和右侧杏仁核的gPPI。 然而,杏仁核-PFC功能连接的发现具有一定的一致性,可能是因为杏仁核-PFC连接数据具有更强的可靠性。 在本研究中的健康被试中,随着安全线索水平的增加,在模棱两可的面部暗示中,成年人表现出越来越正向的杏仁核-PFC连接。 这些数据扩展了之前关于杏仁核-PFC发育的研究结果。 以前的研究表明,在观看面部情绪时,杏仁核-PFC连接具有年龄差异,而啮齿动物研究将杏仁核-PFC功能的年龄差异与威胁学习的年龄差异联系在一起。
3.4 BA10和杏仁核是DBS的中枢结构,有不同的WMT分布 我们发现了两个大脑区域,BA10的mPFC和杏仁核,在我们分析的每一个DBS ROI的纤维分布图上,WMT都有重叠(表S2)。 然而,我们不能最终确定每个部位与杏仁核的连接,因为WMT并没有在那里终止。 为了解决这个问题,我们使用纤维造影重建了杏仁核的四种主要连接——杏仁核分离通路(AF)、前连合(AC)、终纹(ST)和UF,以检查每一个DBSROI WMT与杏仁核的相关性 (图S6A)。 杏仁核可分为三个亚区:外侧基底杏仁核(LBA)、浅表杏仁核(SFA)和中央内侧杏仁核(CMA)。从SCG ROI的WMT主要通过UF到SFA和LBA。 纤维分布图显示,这七个DBS目标的流线到达杏仁核和BA 10,这表明杏仁核和BA 10是抑郁症治疗相关网络中的枢纽结构。此前,杏仁核被认为是消极、愉悦和焦虑情绪处理的重要中枢。
然后将患者随机分组并给予每日BL(n=22)或安慰剂(n=22)6周。在第0,6和10周,我们使用问卷确定患者的焦虑和抑郁水平,IBS症状,生活质量。 BL将调节杏仁核激活的先验预测用感兴趣区域(ROI)分析进行测试。将标准Brodmann图谱(WFU Pic Atlas)配准到平均T1解剖数据集中,并将右侧和左侧杏仁核作为感兴趣区域(ROI)。 表4:所有大脑区域(顶部)和杏仁核(底部)的大脑激活模式。 通过功能磁共振成像评估所有脑区(上)和感兴趣脑区-杏仁核分析(下)的治疗后组差异(安慰剂vs治疗;恐惧vs.固定)的脑激活模式。 讨论 在这项随机,安慰剂对照研究中,我们的主要结果是我们发现6周的长双歧杆菌NCC3001(BL)治疗降低抑郁评分但不降低焦虑评分,并且降低了涉及情绪处理的多个脑区(包括杏仁核和额-边缘区域)对恐惧刺激的反应 我们发现,与安慰剂相比,BL给药减少了杏仁核和额-边缘复合体的激活,这导致了抑郁评分的降低。杏仁核不仅参与恐惧和焦虑的调节,还参与下丘脑-垂体-肾上腺轴(HPA)的激活和内脏敏感性的调节。
相比健康被试,我们观察到抑郁患者dlPFC对杏仁核的干扰抑制作用。总之,rTMS通过积极干预,诱导刺激位置产生持久性连接和兴奋性变化后,dlPFC似乎能更好地参与杏仁核自上而下的控制。 目的是模仿TMS随距离产生的衰退效果,如ROI刺激点周围2mm内权重为1,2-4mm间权重为0.8,4-6mm间权重为0.6,以此类推。然后将锥体制作成mask,以排除脑外体素干扰。 在健康被试中,FPCN dlPFC刺激引发了杏仁核的负性fMRI反应(失活),右侧dlPFC无变化(图5)。相反,抑郁症患者杏仁核未表现失活,其dlPFC却异常激活。 dlPFC-杏仁核连接变化 使用静息态fMRI检测长程连接变化,我们发现有效rTMS能够增强dlPFC全脑功能连接,随之增强dlPFC-杏仁核的负性连接。 患者杏仁核没有失活,可能有几种情境,包括特异表达的dlPFC-杏仁核耦合,由dlPFC控制的杏仁核激活高基线水平没能有效降低,或是控制机制的转换,如杏仁核从根本上被患者不同的脑区影响等。
边缘系统原始唤醒:脑干核团向杏仁核传递频率 - 强度编码,伏隔核多巴胺基线↑22%,纹状体 DAT1 基因表达量↑15% 强化奖励关联。 心血管系统同步调控:迷走神经介导 HRV 低频成分与节拍同步,前额叶 - 边缘系统连接↑30%,血清素转运体基因 SLC6A4 短等位基因者效应增强 50%。 」以 78% 准确率识别情绪,SLC6A4 短等位基因者杏仁核 γ 波振荡↑35%,5-HT1A 受体结合率↓22%,情绪记忆固化效率↑40%。 γ 波↓38%SLC6A4 短等位基因者↑35%焦虑缓解速度提升 40%GABA 系统慢节奏、低音前额叶 GABA 释放↑30%,β 波↓28%GABRB1 基因变异者↑20%工作记忆负荷降低 25% 算法整合 12 个音乐相关基因:DRD2-A1 型:优先推荐 130-150BPM 强节奏音乐,多巴胺释放效率提升 40%COMT-Val/Val 型:侧重复杂和声结构,前额叶葡萄糖代谢率降低 18%SLC6A4
大脑解剖学与网络 大脑的基本部分,杏仁核(amygdala)是被广泛研究的认知区域,决定你的 EQ -情商指数噢! 它在情绪状态、记忆、脸部识别和决策中发挥着积极的作用(据说杏仁核越大,你的朋友圈越大,呵呵)。 杏仁核靠近脑干,接近于大脑的中心且形如其名: 杏仁核的外部连接可以用"NeuronalOutput" 属性找到: 下面是在两层中杏仁核外面连接的可视化: 正如简单的网络一样,我们可以在其他网络上进行额外的计算 找到上图的回路并高亮显示: 或找到包含杏仁核-前额叶皮质的组合。前额叶皮质在决策中起主要作用,因此杏仁核-前额叶皮质连接在情绪体验的调节反应中至关重要: 我们还可以识别杏仁核和脊髓之间的最低成本流量。 视觉感知的词、句子、脸部等会反过来影响 “语言” 和 “情感”: 我们可以确认杏仁核 (记住, 在大脑中心附近可以找到左、右杏仁核 ) 高效地影响着你的情绪。
数据显示,相对于情绪性肢体语言,右侧杏仁核和小脑蚓中线更活跃。最重要的是,杏仁核和脑岛之间的有效连接预测了人们识别没有情绪的能力。 这些分析表明,在中性刺激的加工过程中,杏仁核和小脑蜗与脑岛之间存在负性(即抑制性)的有效连接(图2A),而脑岛的连接抑制了情感肢体语言的阅读过程中杏仁核和小脑的连接(图2B)。 换句话说,从杏仁核到脑岛的个体连接受到的抑制越大,参与者就越能识别出情绪的缺失。 情绪刺激加工过程中脑岛-杏仁核反向连接的调节与误报率呈正相关(r = 0.88)。 中性刺激的处理涉及从杏仁核到小脑蚓的一个潜在的、兴奋性的有效连接。这种联系与成绩没有显著相关(r = 0.51, n.s.)。 GLM感兴趣的两种回归变量被指定为驱动输入到达DCM包括的所有节点:杏仁核、岛叶和小脑蚓部。基于SPM分析结果,第一个GLM回归变量(中性肢体语言)被用于调节杏仁核和小脑蚓部的所有连接。
MRI扫描时间间隔为76.4±14.7天,与受试者完成TMS系列所需时间(36±6次,每周5次)相对应。 包括时间层校正、配准、MNI空间标准化、6mm半全宽高高斯核平滑。 由于杏仁核在在威胁探测和巩固恐怖习得方面的作用,先前的影像学研究暗示了在PTSD中BLA(基底外侧杏仁核)功能连接的改变以及在MDD中杏仁核到MPFC连接的降低,因此对解剖定义的种子点基底外侧杏仁核(BLA 参与者完成36±9次TMS治疗;具有TMS前后成像数据的参与者完成36±6次。33名受试者中有12名(36.4%)显示PCL-5有显著的临床改善,11名(33.3%)显示IDS-SR有改善。 基线时BLA和左腹内侧PFC(VMPFC)之间的连接增加能够预测PTSD的后续临床改善(校正P<0.002;100%有效;图1B、C,S5和S6)。
直到最近,科学家们还认为,被称为杏仁核的大脑区域是恐惧和焦虑的中枢。一些研究表明,杏仁核受损的猴子在面对可怕的刺激(比如附近的蛇)时表现得异常坚忍。 在患有焦虑症的人群中,科学家认为不适当的恐惧和焦虑是由杏仁核过度活跃引起的——原因简单,效果也明显。然而,今天我们认识到,焦虑是大脑不同区域之间不断交流的结果——一个恐惧网络。 杏仁核位于大脑深处,是掌管情绪的大脑的一部分。根据这一理论,只有当来自情感大脑的信号压倒认知大脑并进入我们的意识时,我们才会感到焦虑。 例如,额叶中一个名为背侧前扣带回皮层(dACC)的区域会放大来自杏仁核的恐惧信号。当焦虑症患者看到恐惧面孔的图片时,dACC和杏仁核(以及其他脑区)就会交流频繁,产生明显的焦虑感。 另一方面,额叶的另一部分,即腹侧前额叶皮层,似乎可以抑制来自杏仁核的信号。该脑区受损的患者更容易产生焦虑,因为杏仁核的控制被解除了。
只有13个氨基酸的大脑分子 如上说的这个大脑中的分子,名叫神经降压素(NT),分布于整个中枢神经系统,在下丘脑、杏仁核和伏隔核中含量最多。 研究表明,就是它来调节大脑中的杏仁核,决定将接收到的信息定性为正面还是负面的。 杏仁核(BLA)是大脑中一个很小的杏仁状区域,传统上,它被称为大脑的“恐惧中心”,但其实也会对快乐和其他情绪作出反应。 基底外侧复合体(basolateral complex),杏仁核的一部分,负责把环境中的刺激与积极或消极的结果联系起来。 但是,杏仁核本身是不能区分正面或负面信息的。 杏仁核内的神经元并不制造神经降压素,因此,团队必须先弄清楚它从哪儿来。 通过扫描小鼠大脑,发现丘脑中的神经元产生了大量神经降压素,并将长轴戳进杏仁核。 虽然神经降压素不如多巴胺那样广为人知,但个头小不妨碍它作用大,研究它,对理解恐惧回路和杏仁核的作用大有助益。
例如,一些神经影像学的研究表明,SD会导致杏仁核之间的连接降低。 除了脑区一些特殊的连接,睡眠剥夺也会降低静息态网络的连接性能,事实上,在剥夺睡眠一晚上之后,全脑的连接模式会有一个显著的变化。 研究者对任务态的杏仁核激活变化与各个模块的相关性进行了分析。 (C)在睡眠剥夺和保持左侧杏仁核N-Back任务期间的情绪的相关性(左)对中性刺激的反应性与杏仁核边缘模块密度增加的相关性(右)。 这些变化以主要在limbic, salience区域,以及静息状态的脑网络,进一步发现在睡眠剥夺后杏仁核的变化与情绪状态或者任务态有关。这些发现确认睡眠不足对大脑功能的影响。 Human Brain Mapping, 2017,38(6): 3300-3314.
新皮质中类似的微环路可能允许NREM纺锤体和REM睡眠期间远端树突建立类似的模式,并减弱近端树突“自下而上”的输入,例如在清醒的感觉运动体验中增强的丘脑输入(图6a)。 图6 快速眼动睡眠期间通过同相和反相θ频率耦合的杏仁核-海马连接去增强3.3.2 杏仁核-海马连接的去增强有强有力的证据表明,海马、杏仁核和内侧前额叶皮层之间存在瞬时耦合,特别是在NREM睡眠纺锤波、NREM 这就提出了一个问题,这是否也适用于杏仁核,即杏仁核中的CA1突触末梢是被加强还是被消除。 这表明,海马和杏仁核之间的反相位θ同步促进LTD和ca1 -杏仁核通路的去增强,而同相位同步促进LTP。 因此,返回杏仁核的CA1输入现在到达局部的θ波谷,这与CA1 -杏仁核突触的LTD和去增强有关(图6b)。
构成副交感和交感相关子网络的重要大脑区域包括:杏仁核、海马和岛叶,以及扣带皮质、顶叶、颞叶和小脑区域。 有令人信服的证据表明,与边缘系统相关的结构,特别是下丘脑和杏仁核,是介导应激反应的结构基础。 交感神经关联子网络 在较高的设定阈值下(t=2.25),与心碎综合征相关的交感相关低连接性子网络由分布在6个节点上的5条边组成(P=0.044,FWE-校正,5000个排列)。 杏仁核是控制交感神经系统对压力反应的关键大脑结构之一。因此,杏仁核是调节应激和心血管疾病之间相互作用的主要大脑结构。神经疾病,如癫痫发作、颅内出血和偏头痛,在TTS中的发生率是急性冠脉综合征的两倍。 这项研究中确定的关键节点,如杏仁核、海马和扣带回,都是边缘系统的结构,控制着情绪、动机、学习和记忆。杏仁核和扣带回也参与自主神经系统的中枢控制和心脏功能的调节。
情感是发生在大脑皮层下区域(例如,杏仁核,它是边缘系统的一部分)[1]和新皮层(腹侧前额叶皮质,负责有意识的思考、推理和决策)的较低水平的反应。[2, 3]。 杏仁核在情感唤起中起着关键作用。它可以调节海马体的神经递质释放,海马体是记忆巩固[4]的中心区域。有一种理论认为,这就是为什么情感记忆通常被认为是更强并且持久的原因[5,6]。 情感可以测量吗? 边缘系统包括丘脑、下丘脑和杏仁核。边缘系统在引发“战或逃”的情况中起着核心作用,比如工作面试、购物旅行等。 ? Neuron, 49(4), 631-638. doi:10.1016/j.neuron.2005.12.025 [6] Richter-Levin, G., & Akirav, I.(2000).
在使用鼻内催产素的精神分裂症患者中,杏仁核与左侧颞中回、颞上沟和角回之间的功能连接增加。该研究还报告了阴性症状与催产素增加杏仁核和颞叶结构之间的连通性之间的相关性。 2.4 催产素/安慰剂管理在第二次和第三次扫描中,受试者在每次扫描前45min自我注射6次催产素(24iu)或盐水鼻腔喷雾剂。 参与者在一次测试中被扫描了6分22秒,为分析提供了153卷。采用3D MPRAGE结构序列采集结构像。我们使用泡沫垫来减少头部运动。 使用6毫米全宽半最大(FWHM)高斯核对数据进行空间平滑,并排除所有运动超过3毫米的参与者。 这些连接从左侧尾状核到(1)左侧补充运动区(MNI坐标x = 5,y = 5,z = 6) 2)左侧中央前回(MNI坐标x = 39;y = 6;z = 51) 3)左侧额下三角回(MNI坐标x = 46