基于心跳知覺的內感知研究進展

梁宇璇，李春波，2

1.上海交通大學醫學院附屬精神衛生中心，上海 200030；2.上海交通大學心理與行為科學研究院，上海交通大學腦科學與技術研究中心，中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心，上海 200030

感知大致可以分成3 類，分別是外感知、本體感知和內感知。外感知是指對外部環境刺激的感知能力，本體感知是感知身體部位位置及姿勢的能力，而內感知是感知身體內部信號（如呼吸、心跳、胃腸道蠕動、激素水平等）的能力。近年來，研究者們發現內感知的變化與情緒的產生相關，甚至可能導致精神障礙。其中心跳知覺相比較于其他內感知更易于測量，具有一定代表性；近期國內已有側重心理學方面的相關綜述發表，但其在臨床上的意義討論較少。故本文就基于心跳知覺的內感知維度、測量方法、研究技術及其在臨床上的研究進行綜述。

1 內感知的維度及測量方法

內感知的3 個維度由GARFINKEL 等［1］提出，后被描述為內感知準確性、敏感性及意識。

1.1 內感知準確性

內感知準確性即感知身體內部信號的客觀準確度。經典的評估方法有2 種：①心跳追蹤任務。讓被試者將注意力集中在自己的身體上，給定幾個時間間隔，要求他們在時間間隔內計數自己的心跳次數；同時連接心電圖，記錄其真實心率，據此計算被試者的心跳知覺分數，即（實際心跳數-計數心跳數）/實際心跳數。此分數越高說明內感知準確性越差［2］。該公式后被改良為1/N∑（1-|R-C|/R）（N為時間間隔數，R 為實際心跳數，C 為被試者計數心跳數），根據該轉換，心跳知覺分數可以在0 到1 之間變化，分數越高，表示內感知準確性越高。②心跳識別任務。給予被試者周期性的外部刺激（如閃光等），要求其判斷這個外部刺激與自己心跳是同步的（S+，即刺激出現在R 波后128 ms）還是不同步的（S-，即刺激出現在R 波后384 ms）。計算被試者的標準化準報（hits）率和標準化誤報（false alarms）率之間的差值來計算反應偏差，即d′=z（hits）-z（false alarms）；d′越大，說明內感知準確性越高［3］。比較上述2 種經典測量方法，對前者的爭議更大。WINDMANN等［4］通過遠程操作將裝有心臟起搏器患者的起搏器設置為高、中、低3 檔起搏心率，同時執行心跳追蹤任務，發現高起搏心率患者心跳知覺分數顯著下降，并推測知覺分數更多反映的是人們對心率的“信念（beliefs）”，而非對心跳真實的敏感性。另有研究表明［5-6］，心臟知覺分數可能受到所設時間間隔長短及被試者對心率的先驗知識所影響，且心率慢的個體內感知準確性更高?？紤]到上述因素，傳統的心跳追蹤任務需要改進，如在靜脈滴注異丙腎上腺素后再進行實驗［7］，或由心跳識別任務取代。但是后者也并非完美，因為識別任務默認被試者心臟收縮后的延遲時間相近，但實際上存在個體差異［8］，而且在心跳追蹤任務的執行中，被試者的注意力僅集中在身體內部信號（即心跳）上，但心跳識別任務需要同時整合內部和外部信號（如心跳和聲音）以給出同步判斷，這使它在有多感覺缺陷的患者群體，如精神分裂癥患者中的運用受限。因此，最近不少研究者提出新的實驗范式。PLANS 等［9］在心跳識別任務基礎上進行改進，提出了相位調整任務，即給被試者播放與自己心率的頻率一致但不同步的音調，由被試者根據自己感受到的心跳調整音調的相位，使兩者同步，而不是給定一個延遲，如此便可減少個體差異帶來的影響。POHL 等［10］則融合了2 種經典范式，根據被試者各自的R波設定時間間隔，要求他們在相應間隔內計數心跳次數，結合2 項強迫選擇，共設計了4 種實驗條件，產生“準報（hits）”“假警報（false alarms）”“失誤（misses）”“正確拒絕（correct rejections）”4 種結果，據此計算其靈敏度和反應偏差。靈敏度越高，反應偏差越小者準確性越高。除此之外，還有LEGRAND 等［11］提出的心率辨別任務、HODOSSY等［12］的心跳反饋任務等，但新范式或使用特殊的軟件及設備，或采用繁雜的算法，故其可行性及有效性有待考證。

1.2 內感知敏感性

內感知敏感性反映了個體內在注意的傾向，可通過2 種方法進行測量。一種方法是用自我報告的問卷來評估。 常用問卷有內感受知覺多維評估（Multidimensional Assessment of Interoceptive Awareness， MAIA） 和 身 體 知 覺 問 卷 （Body Perception Questionnaire，BPQ）等。MAIA 包含8 個分量表（注意、不分心、不擔心、注意調節、情緒意識、自我調節、身體傾聽、信任），共32 個條目。BPQ 包含意識、壓力反應、自主神經系統反應及壓力風格4 個分量表。其他問卷包括自我意識問卷（Self-Awareness Questionnaire，SAQ）、個人身體意識 量 表 （Private Body Consciousness Subscale，PBCS）等，但較少使用。近期，有學者提出三維度感受問卷（Three-Domain Interoceptive Sensations Questionnaire，THISQ），用于同時評估自我報告的呼吸、心臟和胃食道感覺［13］，但尚未推廣使用。另一種方法是讓被試者對自己完成內感知任務時的主觀信心進行評級，如使用視覺模擬量表（Visual Analogue Scale，VAS），一端描述為“完全是猜測”，另一端為“完全有信心”，讓被試者進行評分［1］。

1.3 內感知意識

內感知意識是對內感知準確性的一種元意識，即在多大程度上相信自己內感知準確性的判斷，主要是通過對任務判斷的主觀信心來預測客觀心跳檢測的準確性，可以使用受試者操作特征曲線（receiver operator characteristic curve，ROC 曲線）下面積來測量［1］，也可以通過內感知特質預測錯誤來體現，正值表明個體傾向于高估自己的內感知能力，而負值則表明個體傾向于低估自己的內感知能力［14］。

1.4 3個維度的關系

GARFINKEL 等［1］認為內感知準確性與敏感性、內感知意識存在相關關系；但只有準確性超過了一定閾值后，這種關系才顯著。與之相反，MEESSEN等［15］否認三者存在相關關系。最近一項基于健康人群的生態瞬時評估實驗［16］發現：同一個體的內感知準確性、敏感性和意識是隨時間波動的，且在反復執行心跳追蹤任務后，內感知準確性及意識并無顯著變化，而敏感性有所改善。因此，為強調被試者在日常生活中對內感知刺激的注意和運用身體信息程度的個體差異，MURPHY 等［17］提出了2×2模型，具體描述了內感知的4 個核心測量：①內感知準確性的客觀測量（如心跳追蹤任務或識別任務）。②內感知準確性的自我評估（如主觀信心評級）。③內感知注意的客觀測量（即內感知信號作為注意對象的測量）。④內感知注意的自我報告（即內感知信號作為注意對象的主觀信念，如BPQ 中“在大多數情況下，我知道我的心臟跳得有多厲害”的量表條目）。

2 內感知的相關研究技術

目前主要通過腦電和功能磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）技術展開內感知相關研究：①心跳誘發腦電電位（heartbeat-evoked brain potential，HEP）。它可能是通過多條生理通路（如壓力感受器、傳入心臟神經元、通過皮膚的體感映射、皮層的神經-血管耦合）和神經結構（如島葉、扣帶回、杏仁核、軀體感覺皮層）來觀察心跳感知過程中腦電生理的變化。研究［18］發現心跳追蹤任務得分高的個體有更高HEP 振幅，這可能因為HEP 更多反映的是個體對內感知的注意力［19］。②fMRI。它具有高空間分辨率的優勢，可通過新陳代謝的變化間接地反映神經系統的活動。多個研究［20-21］發現內感知準確性與右側前島葉及額葉島蓋活動有關。HASSANPOUR 等［22］觀察了內感知過程中腦區激活的動態變化，發現右側島葉中部、左內側額葉及前運動皮層的腦血流量在心肺感覺的高峰時期達到最大。而在心率基本恢復到基線水平后，右島葉的前、后部分以及左島葉中部區域顯著激活。上述2 種方法相比，雖然HEP 可觀察心跳感知過程中大腦頭皮電位變化，具有較高時間分辨率，但其空間分辨率較低，而fMRI 則可彌補該不足。因此，未來的研究可以嘗試將兩者結合，或開發其他新興技術。

3 內感知的相關臨床研究

內感知與情緒的關系最早可以追溯到JAMES 的情緒理論——情緒是對于身體所發生變化的感知，如果沒有了身體變化，如肌肉緊張、心跳加劇等，也就沒有情緒產生。之后陸續有一些使用心跳感知任務的研究［23-25］表明，內感知和情緒體驗強度之間存在正相關。ZAKI 等［26］用實驗證實了內感知與情緒體驗有一致的活動腦區，即前島葉及額葉島蓋部。2017年一篇meta分析［27］得到了相似的結論，并發現在臨床上右島葉前部和額顳區梗死的患者存在內感知、情緒調節和社會認知方面的障礙。因此，不難推測，伴有情緒異常的精神障礙患者，其內感知能力或多或少發生了變化，目前以焦慮障礙及抑郁障礙相關的研究最多，但亦有研究證實內感知同精神分裂癥、孤獨癥譜系障礙（autism spectrum disorder，ASD）、物質使用障礙、軀體形式障礙（somatoform disorder，SFD）等精神障礙相關。

3.1 與驚恐障礙相關的研究

早 在20 世 紀 末 便 有 研 究［28］發 現 驚 恐 障 礙（panic disorder，PD）的患者內感知準確性更高，且內感知的變化參與了驚恐癥狀維持。LIMMER 等［29］的研究證實了該結論，并發現共患抑郁障礙會提高PD 患者的內感知敏感性，同時降低其準確性。WOLK 等［30］則發現心跳知覺準確性提高會影響他們的決策能力。而且，多個研究［31-32］發現PD患者述情障礙的檢出率和內感知敏感性高于健康人群，這與其雙側頂上小葉的活動呈正相關［33］。CUI 等［34］運用fMRI發現PD 患者軀體感覺皮層和丘腦之間的功能連通性增加，且與其癥狀的嚴重程度相關。不僅如此，胡強等［35］還發現PD 患者，尤其是女性患者的心跳知覺水平高于正常對照及廣泛性焦慮障礙（general anxiety disorder，GAD）患者。

3.2 與GAD相關的研究

PANG 等［36］使GAD 患者和健康對照組分別在睜眼（外感知）和閉眼（內感知）的情況下進行測試，記錄2種條件下的心電圖、腦電圖，結果發現：GAD患者在2種不同條件下的HEP幅度變化小，因此推測其內感知調節能力差，還發現GAD 患者焦慮癥狀的嚴重程度與內感知條件下右側前額葉HEP 振幅相關。CUI 等［34］認為GAD 癥狀嚴重程度還與其海馬/副海馬和顳葉梭狀回之間的功能連通性增加程度相關；不僅如此，還發現GAD 人群通常表現出主觀內感知敏感性的增加，且在心跳感知過程中，左前島葉、左后島葉和右前島葉的激活程度更強［37］。李惠［32］發現GAD 患者右側額中回功能相對增強，可能對心跳知覺異常有部分代償作用。近期通過基于體素的形態測量軟件發現，GAD 患者左內側前額葉、右眶額回和前扣帶回的皮質灰質體積明顯減少，且左內側前額葉皮質灰質體積與心跳感知敏感性呈負相關［38］。金海燕［33］則發現其敏感性與左前島葉活動呈正相關。李偉［39］通過fMRI 研究發現GAD 患者在執行內感知檢測任務時，其右側舌回、左側頂上回及右側顳中回激活減弱，而文拉法辛能夠調節情緒相關腦區的激活，改善焦慮癥狀。

3.3 與抑郁障礙相關的研究

內感知同抑郁癥狀的關系尚無定論。POLLATOS等［40］發現在高焦慮水平的健康被試者中，抑郁程度和內感知準確性呈顯著負相關；而在低焦慮水平，兩者卻呈正相關，但無統計學意義。考慮到這點，FURMAN 等［41］以沒有共病焦慮的抑郁癥患者為實驗組，發現他們比健康對照組的內感知準確性差；TERHAAR 等［42］將抑郁障礙患者的HEP 同健康人群比較，得出了一致的結論。而DUNN 等［43］發現抑郁嚴重程度與內感知準確性之間存在U型曲線關系：從輕度到中度抑郁，抑郁程度的增加對應的心跳感知的準確性降低；而從中度到重度抑郁，抑郁程度的增加對應的心跳感知的準確性增加。

3.4 與精神分裂癥相關的研究

ARDIZZI等［44］較早發現精神分裂癥患者的內感知準確性明顯降低。之后，KOREKI 等［45］證實了該結論，并發現內感知準確性下降程度與陽性癥狀（尤其是幻覺）的嚴重程度之間存在正相關關系。該研究還發現精神分裂癥患者群體MAIA的注意量表分數更高，而不分心量表分數則更低，且內感知準確性與注意量表分數的差值同妄想癥狀正相關。TORREGROSSA等［46］同樣證實了精神分裂癥患者的內感知準確性缺陷，并發現這個缺陷在整個病程中均有體現，但在早期/急性期的患者中更加明顯；與先前結論不同的是，該研究并未發現內感知準確性下降同癥狀嚴重程度相關。

3.5 與ASD相關的研究

SCHAUDER 等［47］發現同正常發育兒童相比，ASD 患兒內感知準確性并未隨所設時間間隔延長而下降，這可能與其對內部信號注意力的維持時間更長有關。而針對成年ASD 患者的研究均表明其內感知準確性下降，但內感知敏感性變化不一致，也可能與評估所用量表不同有關，尚待進一步研究［14，48］。兒童和成年ASD 患者內感知變化的不同趨勢可能與年齡有關。MASH 等［49］研究發現，當智商值<115 時，其內感知準確性與年齡增長呈負相關；這與在健康人群中觀察到的規律一致［50］。

3.6 與物質使用障礙相關的研究

多個基于心跳追蹤任務的內感知行為學研究［51-54］表明，酒精使用障礙患者的內感知準確性顯著降低。盡管數據有限，在尼古丁、海洛因及大麻成癮的患者中也發現了內感知準確性的下降［54-55］。這可能與物質成癮患者的島葉灰質體積減少［56-57］，從而影響到內感知加工過程有關。

3.7 與SFD相關的研究

對于SFD 患者，其內感知準確性的變化目前仍未確定，可能是因為軀體化癥狀普遍存在于抑郁障礙及焦慮障礙人群中，難以單獨分離出來。有研究［58-59］認為SFD 患者的內感知準確性下降。但SCHAEFER等［60］發現SFD患者同健康對照組的內感知準確性并無顯著差異，而是患者癥狀嚴重程度同準確性呈負相關關系。該研究團隊還發現可以通過心跳反饋訓練提高患者的內感知準確性，從而減輕癥狀［61］。

綜上所述，內感知同精神障礙關系密切，但大多數研究樣本量較小，多采用傳統心跳追蹤任務，且未控制年齡［50］、性別［62］、體質量指數（body mass index，BMI）［63］等已知的混雜因素，故其相關結論有待進一步研究證實。

4 結語與展望

近年來隨著心跳知覺相關研究領域得到重視，基于心跳知覺的內感知研究開始向臨床干預聚焦，個體的內感知改變可能有助于定向地實施針對身體的治療。但目前的研究仍存在諸多不足：①研究者們仍在質疑心跳知覺能否代表其他內感知知覺能力。HERBERT 等［64］通過心跳追蹤任務評估心跳知覺，用水負荷試驗評估胃敏感性，發現對心跳信號更敏感的個體對胃的信號也更敏感，并就此推測胃和心臟的內感知過程有普遍的敏感性。但GARFINKEL 等［65］卻發現心跳內感知準確性與呼吸內感知準確性不相關，而兩者內感知意識相關。因此，關于心跳知覺對內感知的代表性還有待研究。②針對內感知的治療尚不 成 熟。 經 顱 磁 刺 激 （transcranial magnetic stimulation，TMS）是一種新興的非侵入式的電生理刺激技術，其利用磁場在大腦中產生感應電流，使神經元去極化，從而誘發腦內神經電活動。2016 年，POLLATOS 等［66］通過連續脈沖刺激（continuous theta-burst stimulation，cTBS）抑制右島葉和右軀體感覺皮層活動，降低了GAD患者心跳內感知準確性、提高了敏感性；但其使用的治療刺激可能尚未達到島葉深度［67］，且無法排除淺皮層刺激間接影響了內感知的可能。目前新型H型線圈可以到達更深部位，有望能刺激到島葉。但截至目前，尚未有相關臨床研究發表。針對內感知的其他治療，如身體定向療法、身體掃描練習等，大多以健康人或是有臨床癥狀的個例為研究對象，缺乏以大規模臨床樣本為主體的研究。③同樣伴有情緒癥狀，有關雙相情感障礙患者內感知變化的研究卻非常少，躁狂發作與抑郁發作時同一患者的內感知是否有相應變化，雙相抑郁與單純抑郁障礙患者的內感知變化是否一致，聚焦于內感知的治療對他們是否有幫助等，這些都是今后研究的方向。

利益沖突聲明/Conflict of Interests

所有作者聲明不存在利益沖突。

Both authors disclose no relevant conflict of interests.

作者貢獻/Authors'Contributions

梁宇璇負責搜集整理文獻，撰寫綜述。李春波負責審閱、批改綜述內容。所有作者均閱讀并同意了最終稿件的提交。

LIANG Yuxuan was responsible for collecting literature and writing the review. LI Chunbo was responsible for checking and correcting the content of the review. Both authors have read and approved the submission of the final manuscript.

·Received：2022-01-06

·Accepted：2022-05-06

·Published online：2022-05-28