前額葉作為心理理論神經基礎的研究綜述

蔡明 文孝建

該文以近年國內發表的論文為文獻依據，首先對心理理論的概念進行了概括，然后分別介紹了有關研究結果顯示的前額葉內側面、前額葉眶部、腹內側前額葉在心理理論能力和執行中的作用，最后對認知神經科學中前額葉的研究進行了簡要展望。

心理理論；前額葉內側面；前額葉眶部；腹內側前額葉

1.引言

前額葉(Prefrontal Cortex, PC)占額葉的一半以上，占大腦皮層的大約1/6，與認知功能關系密切。前額葉與大腦其他區域有密切關系，有協調中樞神經系統內廣泛區域的活動的作用。[1]

心理理論(theory of mind，ToM)指的是一種能力，即把各種心理狀態（如信念、意圖、欲望和知識等）歸因到自己和他人具有與自己不同信念、欲望和意圖的能力，它強調的是一個人對于他人如何形成心智的理論[2]。ToM是社會認知的重要組成部分，其相應的神經基礎是社會腦的不可或缺的部分。

大量研究發現ToM能力的形成和發展可能與PC有關：Liu和Sabbagh(2004)對ERPs波形進行觀察認為心理狀態和真實事件推理過程的區別與左額部的ERPs晚成分有關，左額部ERPs晚成分均來源于左額葉皮質[3]；Frith(1999)[4，5]、Siegal(2002)[4，5]等均認為ToM能力加工的神經基礎主要包括前額葉；Gallagher(2000)等采用功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging，fMRI)發現ToM主要是前額葉皮質的功能，ToM任務的刺激呈現方式與激活區域無關[5]；Rowe(2001)發現兩組患者(左右側額葉切除)不僅在行為作業方面都有明顯的缺陷，而且在執行功能上也有一些障礙[5]；Stone等人以及Stuns等人關于神經精神病人的研究都表明額葉損傷的病人在判斷別人心理狀態時出現困難，Channon及其同事報告左半球損傷的病人比右半球損傷病人出現更嚴重的ToM功能喪失[6]；Sabbagh和Taylor(2000)發現左前額的ERPs慢波是健康成人ToM推理真實可靠的標志[6]。Mason, Banfield & Macrae(2004)使用fMRI技術來記錄腦成像，結果發現，關于人的行為的判斷激活的區域都在前額葉，而活動最明顯的區域是右側額中回中部( right middle and medial frontal gyri)[9]。下面就近幾年國內發表的論文中有關PC作為ToM神經基礎的研究作綜述。

2.前額葉內側面

前額葉內側面[4]或稱內側前額葉[6，7]、前額葉中部(Media Prefrontal Cortex，MPFC)[9]對于我們的社會認知是非常重要的，特別是社會推理和社會決策方面(Adolphs，1999)，同時可能是參與ToM加工的關鍵腦結構，選擇性地參與了ToM推理的加工過程。神經影像學研究也證實前額內側面在ToM能力加工的重要性。Happe(2000)等發現正常人只有在ToM任務的條件下才激活了前額內側面，而其他情況下均沒有激活前額內側面，同時發現在ToM故事和ToM卡通任務的條件下，激活了相同的區域前額內側面。另一項研究發現孤獨癥患者在進行ToM任務時并沒有激活前額內側面，而正常對照組卻明顯激活了前額葉內側面(Happe，1996)。[4]

與理解他人意圖的研究。Brunet(2000)等人的實驗數據表明，健康成人當非言語任務被執行時，被試的內側前額葉皮質區域，包括左內側前額區(BA9)，右側前額下區(BA38)、右側額下回、左側額上回等區域存在顯著激活。[3,4,9]

與理解他人情感的研究。Jackson(2005)等人的fMRI數據顯示，相對于參照條件，被試在觀看存在手腳疼痛的圖片時，ToM的關鍵腦區如內側前額區、顳下溝等區域出現了明顯的激活。[3]

與理解他人知識的研究。Jason Mitchell(2005)等人發現，與加工他人的信息相比，當人們對他人的內心狀態形成印象時，相比加工其他類型的信息，內側前額葉皮質起到了重要作用，隨后的研究發現，內側前額葉皮質只在對生命體(如狗)形成印象時起作用。[2]Gael(2005)等人采用PET技術研究發現個體在模擬他人心理知識對熟悉和不熟悉的物品的功能進行推斷時，左內側前額區和顳極(temporal pole)出現激活。[3]Mitchell(2002)等人通過fMRI技術發現一種獨特的大腦活動形式與對人的判斷活動有關，并激活內側前額葉、額葉上側、頂內溝和梭狀回——這些涉及社會認知功能的區域。[3]

損傷研究。神經心理學的研究大量研究表明，前額內側面的損傷會導致患者的ToM能力的損害。Stuss(2001)等研究表明，額葉損傷病人在ToM上存在障礙，右側前額內側面損害的病人在執行ToM的欺騙任務時有明顯困難[3，7]。Anderson(1999)等通過對早期前額內側面損害的患者研究，發現他們雖然保持著正常的智力，但社會行為和社會推理能力明顯受損。[3，4]

研究有待解決的問題。大腦左右哪個半球內側前額葉在ToM中占主導。關于心理狀態推理時前旁帶回的激活是在大腦左右哪個半球的問題，有些研究發現在左側，有些研究發現在右側，而有些研究發現雙側都有激活。

內側前額葉是否是ToM加工的關鍵腦區。一些早期的系列腦成像研究者認為額葉，特別是內側前額葉是ToM加工的關鍵腦區(Gallagher & Frith，2005；Amodio，2006)。[6，7]近年來認為ToM的加工較能跟其它很多心理功能的神經機制一樣，不只是單腦區參與的，而是依靠多個腦區有機組織成的復雜系統。[7]Bird(2004)等最近發現一例廣泛性雙側前額內側面損害的病人在ToM任務中沒有明顯損害，可能是由于他們使用的實驗任務的復雜性不同造成的。[3，6]內側前額葉在ToM加工中的作用值得進步探討。

3.前額葉眶部

前額葉眶部[4]又稱眶前額皮層[6]、眶額葉皮層(orbitalfrontal cortex,OFC)[9]，根據已有研究認為它也是理解心理活動神經環路的部分[3]并且是對他人情緒心理狀態進行解碼的神經回路之一[9]。

與理解他人心理狀態和情緒的研究。Baron-Cohen(1994)等用單光子發射計算機斷層成像技術(SPECT)研究發現正常自愿者右側眶額皮層在心理狀態相關詞語判斷中的激活程度顯著高于在身體相關詞語判斷中的激活程度，提出OFC是理解心理活動神經環路的部分。[4]Hynes,Baird和Grafton(2006)對以往的研究范式和刺激內容進行總結認為，如果研究中選擇的ToM范式需要被試進行情緒性歸因，那么OFC在ToM任務中就會卷入。[9]

與心理狀態推理的研究。Liu和Sabbagh(2004)使用BESA軟件分析發現，左額部晚成分源于左眶額皮質(orbitofrontal cortex)，這與過去認為定位于前旁扣帶回皮質(anterior paracingulate cortex)不同。[5]借助腦電分析軟件(BESA),Sahhagh(2004)等人分析的結果顯示偶極子可能位于左眶前額葉皮層并且處理約87%的與條件影響相關的頭皮變化。[6]Sabbagh等人研究中的源定位技術表明，ToM推理與其他相近的任務相區別的神經發生器可能與眶前額皮層有關。[6]

損傷研究。Stone(1998)等通過對前額葉損害的病人研究，發現OFC受損的病人在失言察覺(faux pas)的任務中有明顯障礙。由于這些患者不能對他人心理活動進行正確的推測，從而不能正確的處理人際關系。[3，4]OFC區域如果被損傷，那么個體將無法對他人的面部表情進行解碼，所以無法識別他人的情緒狀態(Hornak & Rolls，1996)，而基于他人面部信息來對其情緒狀態進行解釋是ToM重要的加工過程之一(Sabbagh，2004)。[9]

有待研究的問題。在一些神經成像研究中，研究者們認為ToM推理與OFC皮層有關；另一此研究者則假定這一區域構成了ToM推理神經基礎的核心成分。[6]

4.腹內側前額葉

腹內側前額葉(ventromedial prefrontal cortex,VMPFC)位于MPFC、眶額皮層(OFC)和前額葉底部區域的交匯處。Shamay-Tsoory和Aharon-Peretz(2007)讓VMPFC損傷的病人完成認知的ToM任務和情緒的ToM任務，結果發現患者在認知ToM任務上表現完好，但是情緒ToM任務卻完全出現了困難。[9]這表明，VMPFC可能在情緒性社會加工方面存在重要的作用。

5.展望

應明確前額葉的地位。由于不同研究者使用不同的研究技術、研究范式、實驗材料，設置不同的基線標準，加之ToM的復雜性，目前前額葉到底在ToM中到底起到什么樣的作用并沒有明確的界定，是大腦左右哪個半球內側前額葉在ToM中占主導也不明確。[9]

應注重前額葉與其他腦區的整合研究。近來對杏仁核、扣帶前回(anterior cingulated cortex，ACC)特別是旁扣帶回皮層前部(anterior paracingulate cortex，anterior PCC)、視丘腦下部、額葉新皮層和紋狀體等部分也都有所考察。[4，9，10]

應注重前額葉縱向發展研究。在今后的ToM神經機制研究中，如何采用縱向研究設計，在較長時間內對ToM發展的神經機制進行有系統的追蹤研究，可能會成為以后研究的趨勢。[3]Sabbagh也提出，如何從發展的角度考察前額葉的發育與ToM發展之間的關系是未來研究的方向和挑戰。[6]

應注重跨文化研究。作為ToM的重要研究內容的跨文化研究，在認知神經科學領域的研究也比較缺乏[3]。ToM的腦機制(包括前額葉)與文化差異的關系問題值得進一步的研究探討。

[1]沈政，方方，楊炯炯等.認知神經科學導論[M]北京：北京大學出版社.2010

[2]Ｍichael S.Gazzaniga，Richard B.Ivry，George R.Mangun.周曉林，高定國等譯.認知神經科學——關于心智的生物學[M]北京：中國輕工業出版社.2011

[3]袁鑫，時金獻.心理理論神經機制的研究進展[J]心理研究.2010.03

[4]席春華，汪凱，朱春燕，靳勝春.心理理論的神經基礎[J]中國臨床心理學雜志.2006.14

[5]劉巖，張蔚，陳晶等.“心理理論”的神經機制：來自腦成像的證據[J]心理科學.2007.30

[6]白艷晶.心理理論的認知神經腦機制研究進展[J]齊齊哈爾醫學院學報.2008.29

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[9]沙文居，李紅，張婷.心理理論神經機制研究中的整合[J]西南師范大學學報.2009.34

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