特里爾社會應(yīng)激測試技術(shù)的介紹以及相關(guān)研究

摘要 由于能有效地誘發(fā)個體的應(yīng)激反應(yīng)，特里爾社會應(yīng)激測試(Trier Social Stress Test，TSST)在實驗室研究中受到普遍的應(yīng)用。為了探測應(yīng)激情境下的中央控制系統(tǒng)，蒙特利爾腦成像應(yīng)激任務(wù)(Montreal Imaging Stress Test，MIST)對特里爾社會應(yīng)激測試進行了發(fā)展和改進，為研究者提供了腦成像的研究手段。研究者基于此兩種方法而進行了一系列有關(guān)應(yīng)激的研究成果，在此基礎(chǔ)上，作者提出了在中國開展實驗室應(yīng)激研究的可行性和初期研究方向。

關(guān)鍵詞 應(yīng)激；特里爾社會應(yīng)激測試；特利爾腦成像應(yīng)激任務(wù)；唾液；皮質(zhì)醇

分類號 B849：C91

自5·12汶川大地震發(fā)生以后，專家學者們對災(zāi)后民眾的心理應(yīng)激狀況進行了深入的調(diào)查和研究，不僅獲取了珍貴的研究數(shù)據(jù)，而且對于震后災(zāi)民的心理干預(yù)措施也起到了指導(dǎo)作用(張建新，2009)。“地震”所帶來的是生理物理應(yīng)激情境，這一應(yīng)激情境不具有重復(fù)性，受無關(guān)變量的影響很大，因此研究結(jié)果的信度也會受到影響。如何能從社會心理的角度在實驗室情境中進行可重復(fù)性和可操作性的應(yīng)激相關(guān)研究，成為了學者們進一步的研究重點。

本文先介紹目前在國外應(yīng)用非常廣泛的實驗室應(yīng)激測試手段——特里爾社會應(yīng)激測試(Trier Social Stress Test，TSST)以及目前利用TSST進行的兩大主要研究方向，然后介紹針對腦激活研究而設(shè)計的蒙特利爾腦成像應(yīng)激任務(wù)(Montreal Imaging Stress Test，MIST)以及相關(guān)研究，最后就實驗室應(yīng)激研究中存在的問題以及未來研究方向進行討論。

1 特里爾社會應(yīng)激測試(Trier Social Stress Test：TSST)

TSST是由特里爾大學的Kirschbaum教授在1993年設(shè)計的心理應(yīng)激測試手段(Kirschbaum，Pirke，Hellhammer，1 993)，它的最大優(yōu)點是可以應(yīng)用于實驗室研究。采用TSST技術(shù)的大量研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)歷此應(yīng)激情境的被試不僅在主觀評定上表現(xiàn)出應(yīng)激反應(yīng)，而且在客觀上也都表現(xiàn)出顯著的應(yīng)激生理反應(yīng)：下丘腦－腦垂體－腎上腺(HPA axis)活動的改變，體內(nèi)荷爾蒙水平改變，例如唾液中皮質(zhì)醇(cortisol)含量的增加，腎上腺中促腎上腺皮質(zhì)激素(adrenocorticotropin)的增加等等(Bohringer，Schwabe，Richter，Schachinger，2008；de Timary，Roy，Luminet，F(xiàn)illee，Mikolajczak，2008；Kirschbaum et al.，1993；vanden Bos，Harteveld，Stoop，2009)。

1.1 TSST實驗

TSST是一種標準化的測試(Kirschbaum et al.，1993)，該測試的標準化程序是：被試來到實驗室后，首先在房間A中休息以及準備。10分鐘后，被試被主試帶到房間B，房間B中坐著3個“專家”，主試給被試講解實驗任務(wù)：“你的任務(wù)是參加一場工作面試，你有5分鐘的時間陳述你勝任這份工作的理由，你的語言陳述以及非語言的肢體表現(xiàn)都將由3個資深的專家當面評判，同時你的整個面試過程都將攝像和錄音。你將有10分鐘的時間準備面試，在準備的過程中，你可以用紙筆記錄，但在正式面試過程中，將不允許用紙筆。”緊接著，被試被主試帶回房間A準備，10分鐘后，被試再次被帶到房間B并開始正式的面試。在面試過程中，如果被試的勝任理由的陳述時間少于5分鐘，“專家”首先表現(xiàn)平淡，然后說“你還有一些時間，請繼續(xù)”，如果被試的陳述時間再次少于5分鐘，“專家”沉默20秒鐘，然后再開始提問。5分鐘陳述時間到后，“專家”要求被試停止陳述并且完成口算作業(yè)，例如“你接下來的任務(wù)是口算作業(yè)，從1022開始，依次減去13，越快越好，越準確越好，請開始。”一旦被試報告的結(jié)果出錯，“專家”立即說“停止，從1022開始”。10分鐘時間到，實驗停止，被試被帶回房間A，休息，主試致歉并向被試告知實驗意圖。整個測驗持續(xù)60-70分鐘。

從被試來到實驗室開始，到整個實驗結(jié)束后的60分鐘，每隔10分鐘，主試提取被試的血液樣本和唾液樣本，同時被試的心跳也被記錄下來，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TSST導(dǎo)致了被試心跳加快，促腎上腺皮質(zhì)激素、皮質(zhì)醇(血液和唾液)、生長激素(growthhormone)、催乳激素(prolaetin)分泌增加。其中催乳激素、促腎上腺皮質(zhì)激素和血液皮質(zhì)醇在TSST后迅速出現(xiàn)峰值(peak)，唾液皮質(zhì)醇的峰值出現(xiàn)在測試后的10分鐘，生長激素的峰值出現(xiàn)在測試后的40分鐘(Kirschbaum et al.，1993)。

1.2 與TSST相關(guān)的研究進展

TSST通過真實的實驗場景讓被試體驗“失控感(uncontrollability)”并且以其簡單、快速地誘發(fā)應(yīng)激生理反應(yīng)特點(下丘腦－腦垂體－腎上腺激素分泌顯著)而受到心理學家和生理學家的青睞(Het，RohledeL Schoofs，Kirschbaum，Wolf，2009)，他們利用這一測試手段開展了大量的關(guān)于應(yīng)激的研究，主要包括兩個方面：首先是利用TSST手段調(diào)查不同類型個體，比如，男性和女性(Chopra，Ravindran，Kennedy，Mackenzie，Matthews，Anisman，Bagby，F(xiàn)arvolden，Levitan，2009；Kirschbaum，Kudielka，Gaab，Schommer，Hellhammer，1999；KudielkaKirschbaum，2005)、年輕人與老年人(Kudielka，Buske-Kirschbaum，Hellhammer，Kirschbaum，2004)、正常人與病人(Ahrens，Deuschle，KrurfllTl，van derPompe，den Boer，＆Lederbogen，2008；Rao，Hammen，Ortiz，Chen，＆Poland，2008)等在應(yīng)激情境下的神經(jīng)內(nèi)分泌反應(yīng)的差異，在這一類型的研究中，個體的神經(jīng)內(nèi)分泌反應(yīng)(例如，唾液皮質(zhì)醇)是作為因變量進行考察的；其次是采用TSST誘發(fā)應(yīng)激反應(yīng)后，考察應(yīng)激以及與應(yīng)激相關(guān)的生理反應(yīng)對認知或者情緒過程的影響(Schoofs，Preuss，Wolf，2008)，在這一類型的研究中，是否有應(yīng)激相關(guān)的生理反應(yīng)是作為自變量進行操縱的。

1.2.1 TSST與性別差異

性別差異是否會導(dǎo)致個體在應(yīng)激情境中的反應(yīng)差異，這一話題的討論歷來有爭議。大量的研究結(jié)果表明，男性和女性在應(yīng)激情境下的生理反應(yīng)沒有差異，例如，皮質(zhì)醇分泌沒有差異(Kirschbaum et al.，1999；Kirschbaum，Wust，F(xiàn)aig，＆Hellhammer，1992)，但是也有證據(jù)表明，在應(yīng)激情境下，年輕男性的促腎上腺皮質(zhì)激素高于年輕女性(Kirschbaum et al.，1999；Kudielka，Buske，Kirschbaum，Hellhammer，Kirschbaum，2004)。

由于心理應(yīng)激會導(dǎo)致焦慮和抑郁，而女性患有“焦慮、抑郁等與情緒相關(guān)的疾病”的比率遠遠高于男性(Gater，Tansella，Korten，Tiemens，Mavreas，Olatawura，1998)，因此學者推測女性在TSST情境下會比男性表現(xiàn)出更強烈的應(yīng)激生理反應(yīng)。然而研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在TSST之后，即使女性報告出更多的害怕，迷惑，以及不開心，但是女性和男性的生理學反應(yīng)，無論是血液皮質(zhì)醇(plasma cortis01)還是心跳都沒有表現(xiàn)出差異(Kelly，Tyrka，Anderson，Price，Carpemer，2008)。研究者認為，個體在應(yīng)激情境中皮質(zhì)醇反應(yīng)可以通過女性月經(jīng)周期荷爾蒙的變化而改變(Weiss，Longhurst＆Mazure，1999)，因此一些典型的再造荷爾蒙，例如雄性激素(androgens)和雌性激素(estrogen)的變化或許會加強精神病學的癥狀、改變下丘腦一腦垂體一腎上腺應(yīng)激反應(yīng)，從而使個體容易患上情緒性的疾病(Seeman，1997)。研究中由于沒有對女性個體的月經(jīng)周期進行測量，因此沒有發(fā)現(xiàn)可能的性別差異(Kelly etal.，2008)。

總體而言，男性和女性在應(yīng)激情境下的生理反應(yīng)沒有差異(Kelly et al.，2008；Kirschbaum etal.，1999)，但是由于不同的研究者分別采用了不同的生理指標，因此得出了一些相互矛盾的結(jié)論。研究者也同時指出，盡管目前的研究在生理學水平上沒有發(fā)現(xiàn)性別差異，但是這并不代表與應(yīng)激反應(yīng)相關(guān)的中央系統(tǒng)中不存在性別差異(Kelly et al.，2008)。

1.2.2 TSST與年齡差異

應(yīng)激反應(yīng)的年齡差異是顯而易見的，比較不同年齡階段人群(老年人：平均67.3歲；年輕人：平均23.5歲；兒童：平均12.1歲)在TSST應(yīng)激情境下的生理參數(shù)指標(促腎上腺皮質(zhì)激素、血液皮質(zhì)醇和唾液皮質(zhì)醇)，對兒童僅僅比較了唾液皮質(zhì)醇樣本(Kudielka et al.，2004)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在促腎上腺皮質(zhì)激素水平上出現(xiàn)了年齡差異，年輕男性的促腎上腺皮質(zhì)激素水平顯著高于老年男性；就唾液皮質(zhì)醇而言，僅僅出現(xiàn)了性別差異，老年男性的唾液皮質(zhì)醇水平顯著高于老年女性，但在不同年齡階段個體之間沒有差異；而就血液皮質(zhì)醇而言，在不同年齡階段和不同性別之間都沒有出現(xiàn)差異(Kudielka et al.，2004)。雖然已有研究發(fā)現(xiàn)在應(yīng)激情境下年輕男性比年輕女性有更強烈的下丘腦反應(yīng)(hypothalamic drive)(Kirsehbaum et al.，1999)，但是隨著年齡的增長，這種反應(yīng)也在不斷衰退，因此導(dǎo)致了老年男性與老年女性的去腎上腺皮質(zhì)激素水平相同，而表現(xiàn)出年輕男性的去。腎上腺皮質(zhì)激素水平顯著高于老年男性(Kudielka et al.，2004)。

1.2.3 TSST與抑郁

應(yīng)激經(jīng)歷對于個體抑郁病癥的罹患和持續(xù)起著非常重要的作用(Hammen，Shih，Brennan，2004)。在應(yīng)激情境下，下丘腦－腦垂體－腎上腺軸活動發(fā)生改變，進行影響著個體抑郁特質(zhì)的形成。研究者指出，不僅個體的早期生活經(jīng)歷，比如父親／母親死亡、虐待等影響著個體下丘腦－腦垂體－腎上腺軸活動的改變，導(dǎo)致個體罹患抑郁；而且生長過程中的環(huán)境因素，比如慢性應(yīng)激情境(chronic stress)中也影響著下丘腦－腦垂體－腎上腺軸的變化(Rao et al.，2008)。

研究系統(tǒng)地考察了早期生活經(jīng)歷(early-life stress)與最近應(yīng)激情境(recent stress)對于抑郁個體和非抑郁個體在應(yīng)激情境下生理反應(yīng)的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩組被試在TSST任務(wù)中都表現(xiàn)出應(yīng)激反應(yīng)，但是與非抑郁個體相比，抑郁個體的唾液皮質(zhì)醇峰值更高，而且持續(xù)時間更久。進一步分析兩類個體的早期生活經(jīng)歷和生長環(huán)境發(fā)現(xiàn)，早期的惡劣生活經(jīng)歷以及慢性應(yīng)激的生活環(huán)境都是導(dǎo)致抑郁個體在TSST后表現(xiàn)出顯著應(yīng)激生理反應(yīng)的重要因素。

1.2.4 TSST與回憶作業(yè)

TSST誘發(fā)的應(yīng)激反應(yīng)影響著個體的回憶水平(Kuhlmann，Piel，Wolf，2005)。正式實驗之前，實驗組與控制組的被試學習相同的積極詞、消極詞和中性詞。間隔一天之后，實驗組的被試首先完成TSST然后進行回憶作業(yè)；控制組的被試直接完成回憶作業(yè)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TSST誘發(fā)了實驗組被試唾液皮質(zhì)醇含量的增加，同時實驗組對積極詞語和消極詞語的回憶率顯著低于控制組，對于中性詞的回憶量，兩組被試之間沒有差異。研究者認為TSST誘發(fā)的應(yīng)激生理反應(yīng)導(dǎo)致了這樣的差異：實驗組被試在經(jīng)歷應(yīng)激情境后，唾液中皮質(zhì)醇含量增加，糖皮質(zhì)激素(glucocorticoids)增加，與腎上腺素(adrenergic)相互作用，并且進一步影響著杏仁核(amygdale)和海馬(hippocampus)，而杏仁核和海馬主要控制著個體的記憶功能(Roozendaal，Hahn，Nathan，de Quervain，McGaugh，2004)。研究者進一步指出，應(yīng)激僅僅影響著有情緒效價詞語的回憶成績，似乎說明促腎上腺糖皮質(zhì)激素的變化僅僅對有情緒效價的詞語敏感(Kuhlmann et al.，2005)。

2 蒙特利爾腦成像應(yīng)激任務(wù)(Montreal Imaging Stress Task：MIST)

隨著科學技術(shù)的發(fā)展和研究的深入，學者們對應(yīng)激研究的要求不僅僅局限于生理學層次，還希望能夠從神經(jīng)學領(lǐng)域?qū)?yīng)激的大腦機制進行探索。由于TSST對實驗場景的要求很高，不能直接用于測量個體在應(yīng)激情境下的腦激活情況，Pruessner教授在TSST的基礎(chǔ)上，設(shè)計了蒙特利爾腦成像應(yīng)激任務(wù)(MIST)(Dedovic，Renwiek，Mahani，Engert，LupienPruessner，2005)。

2.1 MIST實驗

在MIST中，被試的主要任務(wù)是心算作業(yè)，實驗者通過計算機程序讓被試產(chǎn)生“失敗”和“失控感”等強烈的應(yīng)激體驗。整個任務(wù)包括兩個部分首先是訓練階段，目的是讓被試熟悉程序，同時主試通過這一階段了解每個被試的心算水平(反應(yīng)時)；其次是正式實驗階段，在被試完成心算作業(yè)的同時，主試采集腦成像數(shù)據(jù)和生理學指標(唾液)。正式實驗階段包括3種條件：實驗條件、控制條件和休息條件。在實驗條件下，主試首先根據(jù)被試在訓練階段的心算水平(反應(yīng)時)設(shè)置問題解決的時間限制，針對每個被試而言，時間限制都會比訓練階段的平均反應(yīng)時少10％，同時，程序?qū)掷m(xù)地記錄被試的平均反應(yīng)時和正確率，如果被試連續(xù)答對3個口算題目，限制的時間將會繼續(xù)減少：相反，如果被試連續(xù)答錯3個口算題目，限制時間增加；目的是讓被試產(chǎn)生強烈的“失敗”體驗但又不至于放棄。為了讓被試產(chǎn)生“社會比較”和“失控感”，屏幕正上方還顯示被試的心算水平以及所有被試平均水平。被試被同時告知，整個實驗過程中，他的表現(xiàn)都將監(jiān)視儀拍攝并被實驗室外的所有人(主試、助手以及程序員)觀看和評價。

在控制條件下，被試完成與實驗條件中完全一致的心算作業(yè)，但是沒有時間限制，同時也沒有個體心算水平與所有被試平均水平的比較。被試被告知由于是控制組，因此其表現(xiàn)將不被監(jiān)視儀記錄。控制條件設(shè)置的目的是記錄個體在解決心算作業(yè)過程中的大腦皮層活動。在休息條件中。程序的主界面程序在屏幕上，被試沒有具體的實驗任務(wù)，休息條件設(shè)置的目的是記錄大腦皮層在基線水平上的活動。

在整個過程中，被試的唾液樣本都將以20分鐘時間間隔的被收集，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實驗條件下唾液中皮質(zhì)醇含量都比控制條件和休息條件下的皮質(zhì)醇含量表現(xiàn)出明顯的增加，個體表現(xiàn)出明顯的應(yīng)激體驗(Dedovic et al.，2005)。

2.2 與應(yīng)激相關(guān)的腦激活

研究者采用MIST實驗手段，分別在PET和fMRI中對被試的腦皮層進行掃描，結(jié)果發(fā)現(xiàn)(Dedovic，Rexroth，Wolff，Duchesne。Scherling，Beaudr~Lue，Lord，Engert，PruessneL 2009；Pruessner、Dedovic，Khalili-Mahaui，Engert，PruessneL Buss，Renwick，Dagher、Meaney，Lupien，2008)，與控制條件相比，實驗條件下大腦的邊緣系統(tǒng)(limbic system)表現(xiàn)出負性激活，其中包括海馬、杏仁核、腦島(insula)、下丘腦(hypothalamus)、腹側(cè)紋狀體(ventral striatum)以及后扣帶回(posterior cingulate cortical)。在fMRI研究中同時發(fā)現(xiàn)，海馬的負性激活僅僅出現(xiàn)在那些表現(xiàn)出應(yīng)激生理反應(yīng)的被試中(唾液皮質(zhì)醇含量增加)，并且激活的程度與皮質(zhì)醇的含量呈線性相關(guān)。

研究者認為，海馬主要處理和加工感覺信息并且對信息處理是連續(xù)不間斷的，不需要刺激信號的出現(xiàn)(Pruessner et al.，2008)。邊緣系統(tǒng)，尤其是海馬，同時也調(diào)解著個體下丘腦一腦垂體一腎上腺(HPA axis)的應(yīng)激反應(yīng)(de Kloet，Oitzl，＆Joels，1999；Veenema，Koolhaas，de Kloet，2004)。因此，在非應(yīng)激條件下，海馬處于激活狀態(tài)，抑制著下丘腦一腦垂體一腎上腺的活動：在應(yīng)激條件下，海馬的活動受到抑制，而下丘腦一腦垂體一腎上腺活動增強，從而導(dǎo)致了應(yīng)激荷爾蒙的分泌。

研究者同時指出，雖然恐懼(fear)和應(yīng)激都會導(dǎo)致下丘腦一腦垂體一腎上腺活動的增強，但是在腦激活方面卻有相反的表現(xiàn)：恐懼導(dǎo)致杏仁核活動增強而應(yīng)激導(dǎo)致海馬活動減弱(Davidson，2002)，因此不能將兩者混為一談。

3 實驗室應(yīng)激研究展望

由于TSST能夠有效的誘發(fā)個體的應(yīng)激體驗，因此目前在國外應(yīng)用非常廣泛，研究者們利用TSST開展了大量與應(yīng)激相關(guān)的研究，但是目前國內(nèi)對TSST的介紹和應(yīng)用很鮮見，只有香港城市大學的研究者開展了一些相關(guān)研究和討論(Lai，Evans，Ng，Chong，Siu，Chan，Ho，Ho，Chart，Chan，2005)，因此，有必要討論TSST的局限性和實驗室應(yīng)激研究的未來方向，以利于在國內(nèi)開展這一方面的研究。

首先，TSST或者MIST，是否有跨文化的等值性，是否可以直接移入像中國這樣的東方文化?TSST和MIST是針對西方人設(shè)計的一種應(yīng)激情境，任務(wù)內(nèi)容主要包括公眾演講和數(shù)字計算而中國人的數(shù)學計算水平高于西方人，因此，這種數(shù)字計算作業(yè)是否會讓中國被試產(chǎn)生“失控感”?這種應(yīng)激情境是否會誘發(fā)中國被試同等的生理和心理反應(yīng)，這可以通過將中西方個體的TSST應(yīng)激反應(yīng)進行比較而得出結(jié)論。

其次，TSST或者MIST是否有跨情境的一致性，實驗室誘發(fā)的應(yīng)激是否可以推廣到正式的應(yīng)激情境，不同類型的應(yīng)激源是否引發(fā)相同模式的應(yīng)激生理機制?如果TSST和MIST在一定程度上具有跨情境的一致性，那么應(yīng)激的研究將不僅僅依靠災(zāi)害所導(dǎo)致的應(yīng)激場景，而是可以將這一實驗室場景應(yīng)用到研究的各個領(lǐng)域。例如，不同自尊個體在應(yīng)激情境后的生理心理反應(yīng)差異、不同職業(yè)個體，尤其是極端職業(yè)個體的應(yīng)激反應(yīng)差異(部隊官兵與普通城市居民)等等，同時也可以借助實驗室創(chuàng)設(shè)的應(yīng)激場景，進一步研究個體在應(yīng)激條件下的認知特點。如果TSST和MIST不具有跨情境的一致性，那么怎樣區(qū)分情境的特征怎樣設(shè)計不同的應(yīng)激誘發(fā)實驗范式，都是值得進一步研究的。

再次，雖然國外研究者設(shè)計了MIST任務(wù)用于研究應(yīng)激的腦機制，但是不可忽視的是，只有部分被試在數(shù)字運算作業(yè)中表現(xiàn)出應(yīng)激體驗(Dedovic et al.，2009)。如何能夠在特定的情境下(掃描過程中，被試在一個完全封閉的空間)誘發(fā)被試的應(yīng)激體驗，還需要進一步的探討。

最后，由于應(yīng)激反應(yīng)主要通過生理指標(唾液皮質(zhì)醇、促腎上腺皮質(zhì)激素、催乳激素等等)來鑒別，但是不同生理身體狀況(例如雄性激素分泌、雌性激素分泌、女性月經(jīng)周期等)會影響這些生理指標，怎樣確切地鑒定所誘發(fā)的應(yīng)激，還是有待進一步研究的課題，因此需要大學、研究所與醫(yī)院建立長期的合作關(guān)系。