喚醒度對情緒加工影響的相關研究進展

李達樞 陳湛愔

1)廣東醫科大學，廣東 湛江 524002 2)湛江中心人民醫院，廣東 湛江 524033

情緒是指人腦對客觀現實或事物是否滿足自身需要的一種主觀體驗，是心理和生理多水平整合的產物。長期以來，人們對于情緒的定義和理論一直爭論不休。爭議最多的主要集中在以EKMAN[1]、IZARD[2]及LEVENSON[3]為代表的基本情緒理論(basic emotions theory) 以及 OSGOOD和GEORGE等[4]為代表的情緒的維度理論(dimensional model of emotion)。迄今為止，情緒的維度理論已經占據主導地位，被越來越多的研究者所認可，指引著許多的實驗研究進行情緒加工的探索。

情緒的維度理論認為，情緒效價和喚醒度是影響情緒加工的直接維度，且兩個維度之間并不完全獨立，存在著相互作用。情緒效價維度在愉悅(積極)與非愉悅(消極)之間變化；喚醒維度則在平靜與興奮之間變化。對于情緒加工的影響，研究者以往只傾向于關注情緒效價的作用，而忽視了另一個重要的維度：喚醒度。而現在，研究者逐漸發現喚醒度在情緒加工中起著重要的作用。而情緒詞匯加工是一系列超出情緒信息情緒效價之外的更廣泛的信息加工過程，包括情緒性詞匯信息的喚醒度的深加工過程[5-6]。

本文歸納和分析了近年來有關喚醒度的相關研究，從各方面闡述喚醒度對情緒加工的影響。

1 情緒效價維度和喚醒度理論

1．1情緒效價維度情緒效價(valence)的理論基礎是正負性情緒的分離激活，指積極和消極兩種情緒狀態。具體來說，愉快、滿意、賞心悅目、充滿希望等代表積極情緒；傷心、厭惡、恐懼、憤怒、沮喪等代表消極情緒。效價作為情緒維度中的一個重要維度，被廣泛應用于情緒的研究中。而傳統情緒效價理論的大腦情緒加工機制的解釋有兩種，分別是右半球優勢理論(right hemisphere advantage theory)和情緒效價特異性理論(emotional valence specificity theory)。右半球優勢理論[7]認為，右腦在情緒加工過程中起著至關重要的作用，無論是積極情緒信息還是消極情緒信息，都將在右腦獲得加工。效價特異性理論[8]認為，大腦的左右半球對不同效價的情緒信息加工存在不同的分工。右半球主要負責消極情緒的加工，而左半球主要負責積極情緒信息的加工。雖然這兩種理論都獲得了相關實驗的支持，但不能完整地解釋情緒刺激加工的大腦機制。而關于情緒詞匯加工的研究表明，積極和消極情緒加工涉及共同的和相對特異的神經機制，如陳湛愔等[9]應用不同情緒效價的情緒詞匯圖片對31位健康志愿者進行情緒腦電誘發電位的測試，結果表明正負性情緒詞匯的加工不僅是雙側半球的廣泛激活，而且是一個自頂而下加工與自底向上加工的整合過程。

1．2喚醒度理論一直以來，研究者對情緒效價的關注度較高，對喚醒度的研究很少，甚至會認為其是同一個維度，但實際上還有較大區別。情緒效價是描述情感偏離中性的術語，而喚醒度(arousal)意指興奮到冷靜的醒覺水平，具體如緊張、清醒等高喚醒度水平和睡眠、放松等低喚醒度水平。如“打劫”一詞，雖然屬于負性詞匯，但并非屬于低醒度詞匯，而是屬于高喚醒度詞匯。RUSELL等[10-11]把喚醒度和情緒效價的關系簡單化為一個圓形的數組，縱坐標代表從高到低的覺醒水平，橫坐標代表從愉快到不愉快的變化，每一個情緒刺激都可以是兩種維度的組合。且神經電生理學研究表明，喚醒度和情緒效價在某些特定成分上有不同的意義；在各種影像學研究里也可發現喚醒度和情緒效價有不一樣的神經通路。

1．3喚醒度和情緒效價共同影響情緒加工部分研究者提出喚醒度和情緒效價共同影響情緒加工，甚至在情緒加工的某些階段，喚醒度的作用更大。SINGH等[12]在研究情緒誘導目標缺失的實驗中表明，積極和消極圖片均能使目標圖片受到檢測缺失；當控制好情緒效價這一維度時發現，高喚醒的刺激得到更大的目標缺失。SUTHERLAND等[13]在視覺感知的實驗中報道，喚醒度是增強顯著性目標視覺感知的關鍵因素，而情緒效價只是影響因素。JHEAN-LAROSE等[14]在情緒的啟動效應研究中發現，高喚醒的積極詞和消極詞都出現了情緒啟動效應，并且喚醒度和情緒效價共同干預著情緒加工。情緒對來源記憶的影響認為，情緒對記憶的影響是因為效價的作用，而喚醒度則被認為決定著資源分配。其中ARGEMBEAU等[15-16]在來源記憶的研究顯示，喚醒度是提高空間和時間記憶的關鍵因素，而情緒效價對其也有一定的影響。由上述不同研究可以得出，近年來有較多研究者重視了喚醒度這一維度，且有實驗結果支持喚醒度能在情緒加工中起著不可磨滅的作用。

2 喚醒度的ERP研究

綜合情緒加工的事件相關電位(event-related potentials，ERPs)研究發現，情緒材料會比中性材料分配到更多的注意力，對早期和晚期的ERPs成分振幅產生影響。可是，效價和喚醒度似乎影響著不同時期ERPs成分。一般認為，效價主要對情緒加工的早期和中期的腦電成分產生影響，而喚醒度主要在晚期起主要作用[17-19]。在PAULMANN等[20]一項研究中，被試者們聽了6種不同情緒的假句子(沒有詞匯內容的句子)，或者用一種中性的聲音來評價說話者的興奮程度或他們自己的興奮程度。結果證實，不同的情緒聲調可以首先在P200成分中區分，這反映了刺激的第一個情緒編碼可能包括一個效價標記過程。在這個時間窗口中也發現了一種輕微的喚醒效應，高激發的刺激會引起比低激發刺激更強的P200。隨后，在400～750 ms之間持續產生了正向的ERP。在這一晚的時間窗口中發現了情緒覺醒水平的影響。在任何時間窗口中都未觀察到任務的影響。該研究表明，在早期處理和后期處理階段，情緒相關細節被有力地解碼，并且情緒效價對早期處理階段有影響，而喚醒信息只在后期處理中被可靠地加以考慮。因此研究者認為，效價對ERPs成分的影響似乎與快速的選擇性注意相關，而喚醒度反映了對注意資源的分配調節作用，以及不同喚醒度的情緒信息對腦機制的激活作用[21]。同樣的，ROZENKRANTS等[22-23]發現，高喚醒的圖片刺激比低喚醒度能產生更大振幅的P2、N2、P3、晚期慢波成分。其中比較明確的是，喚醒度與晚正復合體(late positive complex，LPC)之間有密切關系：LPC的振幅會隨著喚醒度的變化而變化，高喚醒度的情緒刺激會得到更大的LPC成分。而LPC的潛伏期代表了大腦對外部刺激進行分類、編碼、識別的速度，波幅反映大腦信息加工時有效資源動員的程度，這與上述觀點是一致的。但HOFMANN等[24-25]在對用情緒圖片或者情緒詞匯作為材料得出的腦電成分進行分析時，得出不一樣的結論：情緒喚醒刺激與中性刺激相比，在約120ms處產生更明顯的負性波，這表明喚醒度可能對情緒加工的早期有影響。還有STYLIADIS等[26]在使用腦磁圖技術記錄12個健康者觀看情感圖片的磁場，結果發現，喚醒度的作用是持續性的，在早期(160ms)時就可被識別，而后能維持到980 ms，相反，效價未能單獨起作用，與喚醒度的交互只在晚期較短時間內進行(420～530 ms和570～640 ms)。

3 喚醒度的腦機制

隨著腦成像技術的快速發展，功能神經影像學研究的數量越來越多。近年來，功能神經影像學開始致力于研究喚醒度和情緒效價對大腦神經激活的貢獻。目前，這項工作主要集中在一些重要大腦區域，包括前額葉皮質、扣帶回、丘腦、杏仁核、海馬等，其中杏仁核和前額葉皮質尤為重要。有的研究表明杏仁核(amygdala)負責加工情緒喚醒度，前額葉皮質(prefrontal cortex)負責加工情緒效價[27-28]。

3．1喚醒度與杏仁核一直以來杏仁核都被認為與情緒相關，相比于幸福、傷心、厭惡、生氣等情緒，恐懼情緒引起杏仁核的激活水平更強[29-31]。這些結果最初的理解是作為杏仁核參與恐懼情緒信息加工的證據，然而后續的研究還證明了杏仁核可以對其他負性的情緒刺激做出反應，如傷心和厭惡等情緒[32]。甚至在一定程度上地參與了積極情緒的處理過程，例如，在使用獎勵學習的研究中[33]、在情緒記憶編碼中[34]、對面部知覺的研究中[35]等。這表明杏仁核對情緒刺激存在激活，無論情緒刺激的正負性，因此情緒效價對杏仁核的激活作用的特異性并沒有想象中的高。與其他類型的情緒刺激相比，恐懼刺激具有更高的喚醒水平，這可以將杏仁核和的激活和喚醒度聯系在一起。對腦損傷的研究發現，與正常人相比，雙側杏仁核損傷的患者對情緒喚醒刺激的記憶有一定程度的損害，而并不損害對中性刺激的記憶[36]。在一項功能磁共振(functional magnetic resonance imaging，fMRI)的研究中，KENGINGER和SCHACTER[37]考察了21名正常參與者對中性、正性、負性(喚醒度水平進行了匹配)圖片和文字的大腦激活程度，結果發現高喚醒水平的圖片和文字能引起杏仁核的顯著激活，無論情緒刺激的正負性。這表明喚醒度水平和杏仁核之間存在關系，并且與情緒效價的關系可能不大。事實上，大多數fMRI的研究發現，杏仁核能被情緒刺激所激活，且激活程度與喚醒度水平相關，不管它們是愉快的還是不愉快的，表明杏仁核是情緒喚醒度腦機制的一部分[35，38-41]。

3．2喚醒度與前額葉皮質有證據表明，不僅是杏仁核對喚醒度有反應，而且前額葉皮質也對喚醒度有反應。NIELEN等[42]在研究喚醒度的腦機制中發現，高喚醒度的圖片能顯著激活中顳區、海馬、前額葉皮質腹側區的大腦區域。DOLCOS等[43]的研究表明，前額葉皮質背側區對喚醒度敏感。SHIBA等[44]等對狨猴在暴露恐懼高喚醒或環境下進行fMRI的掃描發現了前額葉-島葉-杏仁核通路。由于前額葉的功能比較復雜，涉及廣泛的認知行為功能，一些研究者簡單地將其分為腹側前額葉和背側前額葉。盡管只有兩個分區，但目前的研究對喚醒度和前額葉的解剖關系仍然很難有一個比較統一的結論。

4 喚醒度與情緒記憶的增強效應

4．1情緒記憶的增強效應情緒刺激或事件比中性刺激或事件更容易被記住，而且對情緒刺激或事件的記憶能持續很長時間。在近幾十年的時間里，研究者們使用了各種各樣的刺激、任務或者措施去證實，并提出該現象為“情緒記憶的增強效應(emotion-enhanced memory，EEM)”。這一現象對臨床醫學和各種心理學均有重要的意義。有人提出這可能是由內部大腦記憶具有可塑性決定的，當大腦系統受到情緒刺激時，更容易重塑新的神經通路，從而提高這些刺激的編碼效率[45]，并且有研究表明在編碼過程中，杏仁核-海馬體的相互作用可以解釋EEM現象[34]。也有人提出這可能是因為人們會反復思考這些情感性的材料，并通過激素調節，從而增強了情緒記憶[46-49]。總的來說，無論是基于哪種機制，最終均是考慮為人們把有限的大腦資源更多或者優先分配給情緒刺激。根據情緒的維度理論，引發了研究者對EEM效應影響因素的探索。

4．2情緒記憶的增強效應與情緒刺激常識告訴我們，充滿情感的圖片、文字、語言等通常會產生比較強烈的情感反應，并且會有一定程度地加強回憶。于是從20世紀開始，越來越多的的實驗研究發現，無論是正性還是負性的情緒刺激，也無論是情緒圖片、情緒文字、情緒場景等，都能找出情緒內容能增強記憶這一現象。HARRIS和PASHLER等[50]向被試者展示情緒圖片和中性圖片(每張圖片中有兩個數字)，并使用注意力轉移的測試方法，在實驗前告訴被使者實驗重點是忽略視覺刺激，對數字的奇偶配對進行判斷，最后讓被試者要進行回憶測試。結果發現，情緒圖片比中性圖片回憶描述得更好。同樣地，TALMI等[51-52]研究發現，負性刺激比其他刺激對記憶的增強效應更好。以上研究表明，充滿情感的刺激對記憶有增強效應，也就是說，不同的情緒效價可以作為EEM效應的影響因素，并且負性刺激的增強效應可能更為顯著。

4．3喚醒度增強情緒記憶如上文所說，研究發現情緒刺激的情緒效價是產生EEM效應的一個重要影響因素，那么EEM效應是否也會受到喚醒度的影響？BRADLEY等[53]向被試者展示中性場景、積極場景(如草莓派、冬日滑雪)和消極場景(如殘缺不全的臉)，被試者1 a后要進行兩個回憶測試，分別在瀏覽完全部場景后和1 a后進行。結果發現，令人愉快的和令人不愉快的幻燈片場景比中性的場景回憶描述得更好，但這一結果并不穩定。一般來說，相同效價強度的情緒刺激也會有不一樣的情緒喚醒度，喚醒度是否影響了實驗結果的穩定性？隨后，BRADLEY等進行另一項的加速測試實驗，實驗要求被試者觀看不同喚醒度場景及中性場景，并為場景進行喚醒度和效價的評分，觀看后15 min立即進行加速的回憶任務，并且得到一個穩定的結果：高喚醒場景的記憶效果明顯優于低喚醒場景的記憶效果。該研究表明，喚醒度對EEM效應的影響大于情緒效價。為了支持這一結果，后續有研究發現無論積極還是消極的刺激，高喚醒度的情緒刺激比低喚醒度的情緒刺激的記憶效果更好[54-56]。但也有相關研究表明，低喚醒度的消極和積極情緒刺激，其記憶效果依舊優于中性刺激[57-59]。綜合以上實驗結果，可以發現喚醒度和情緒效價都是EEM效應的影響因素，并且喚醒度可能扮演著更為重要的角色，即情緒記憶主要依賴于情緒刺激的喚醒度水平。有研究者提出高覺醒水平的狀態下，增加了大腦資源的分配，這可能是產生EEM效應的基礎。于是CARR等[60]發現在對37名正常被試者進行圖片回憶測試，并在測試前分別聽兩首自我喜歡的音樂或兩首其他人評選的中性音樂，以及5 min的廣播。結果發現，聽完自我喜歡的音樂后能引起更大的主觀和生理的變化，這種變化可能增加了受試者的喚醒水平，從而使回憶測試的評分更高，并且能回憶起圖片的更多細節。

5 喚醒度與情緒的動機維度模型

5．1情緒的動機維度模型在情緒理論中，情緒與動機(motivation)的關系一直都不缺乏討論。BRADLEY等[61]認為，情緒的表現形式上來源于食欲動機系統(appetitive motivational system) 和防御動機系統(defensive motivational system)的不同激活。隨后，BRADLEY與LANG[62]提出積極情緒與食欲動機系統相關，在滿足或者幸福的狀態下，人類表現為交配、養育或趨近等；消極情緒與防御動機系統相關，在威脅的環境下，人類表現為戰斗、抵抗或逃跑等。基于上述研究，GABLE和HARMONE-JONES[63]共同提出了情緒的動機維度模型，該模型認為，情緒趨近動機強度的調節會影響認知加工，即高動機強度的情緒會窄化認知加工，而低動機強度的情緒則會擴展認知加工。

5．2喚醒度與動機的關系動機有方向性和強度兩種特性。動機的方向指趨近或回避防御的驅力，通常被認為與情緒效價相關。動機的強度有高低之分，一般被看作與情緒的喚醒度密切相關。BRADLEY和LANG[62]在高強度和低強度的動機刺激研究中發現，不同的喚醒度就代表著不同的動機水平，如高動機強度的刺激一般會誘發出高喚醒水平，喚起了強烈的喚醒水平。相反，當低強度的動機刺激時，有時參與者被誘發出低喚醒水平，有時相當于中等喚醒水平。根據近來的研究發現，喚醒度和動機屬于不同的維度，動機總是含有動作的意義，FREDRICKSON等[64]指出，對于“搞笑”，這種狀態可以高喚醒水平的，甚至是更高喚醒水平的，但因為其行動意愿不強，我們均認為其都是處于一種比較低的動機強度水平。RIEMER等[65]也指出，不一樣的動機強度可以影響喚醒度對決策的作用，在實驗中得出高強度動機的環境下，被試者會有一種無法控制的輕松去進行判斷，從而忽視了喚醒度的影響。以上結果說明，喚醒度與動機是兩個不同的情緒維度，但它們之間關系密切，現有的研究較少，還很難有一個確切的說法。葡萄牙學者LEITE等[66]使用含有驚嚇刺激的圖片進行ERP實驗的研究指出，平衡情緒效價后，在高喚醒的情緒圖片的刺激下，動機的注意力會增加分配，這可能與高覺醒水平會提高注意力有關。

6 總結與展望

情緒加工受到喚醒度的影響，并且在一定的條件下，喚醒度比情緒效價的影響程度更大。事件相關電位的研究表明，喚醒度主要在情緒加工的晚期起主要作用，代表成分為晚正復合體，波形的振幅與喚醒水平相關，有些研究結果還提出了喚醒度效應可能持續貫穿于從潛伏期到情緒加工結束的整個過程。影像學研究表明高喚醒的刺激可以顯著激活杏仁核，而前額葉的激活未能有一個統一的結果，并且與杏仁核相聯系的腦區(如顳葉、海馬、扣帶回等)也可出現信號強度增強。雖然有研究者提出了一些模糊的喚醒度神經通路，但喚醒度的情緒加工通路仍有待進一步完善。相比于情緒效價，喚醒度對情緒記憶的增強效應是確切的，但目前研究仍要解決喚醒度究竟是如何增強情緒記憶這一重大問題。有學者提出情緒認知加工的主要影響因素既不是情緒效價，也不是喚醒度，而是情緒動機的強度，所以在未來的研究應更多地將動機維度整合到對情緒的研究中，在情緒刺激的認知加工中要考慮情緒的動機強度，喚醒度對情緒加工有多大程度的影響，可能會受到情緒刺激類型、實驗范式、種族、年齡、性別等干擾，從而引起加工過程的差異，這需要大量的研究結果的支持，但相對于情緒效價，關于研究喚醒度這一領域的文章仍不足。