非自殺性自傷青少年神經認知功能相關電生理研究進展

姚珂珂 司夏櫻 綜述 葉蘭仙 審校

（蘭州大學第二醫院心理衛生科，甘肅蘭州 730030）

非自殺性自傷（non-suicidal self-injury，NSSI）是指個體不以自殺為目的，使用不被社會所認可的方法，如切割、撞擊、皮膚灼傷等直接故意傷害自己的身體組織，往往有較高的人身傷害風險和重復風險。《精神障礙診斷與統計手冊》第5 版已將NSSI 視為獨立實體并納入其中。青少年時期是NSSI 行為的高發時期［1］，研究顯示，全球非臨床青少年NSSI的終生患病率為22.0%［2］，中國青少年NSSI的1年患病率為25.2%［3］。NSSI行為會對青少年的情緒、學業成績和人際關系等多方面造成負性影響，甚至，NSSI 是自殺行為的獨立危險因素，會增加青少年自殺意念和自殺行為的風險［4］。關于NSSI 行為存在多種心理學理論及模型，Hasking等［5］將認知模型及情緒模型相結合，構建了新的自傷認知-情緒模型，體現了認知的重要作用。而NSSI 認知功能障礙識別多采用神經心理認知測量或主觀問卷量表評估，缺乏精準的客觀預測指標。腦電圖和事件相關電位（event-related potential，ERP）具有無創、低成本、使用靈活等特點，是評估個體腦功能狀態及腦內功能連接的主要方法和指標，研究證明已被用于認知功能障礙的評估［6］。本文重點介紹ERP 在NSSI 青少年認知功能的研究進展，相比于執行功能（excutive functions，EFs）相關的電生理研究，在獎賞反應和疼痛感知等方面開展的研究較少。本文通過綜述NSSI 青少年認知功能相關電生理的研究，進一步提高對NSSI 認知神經機制的理解，為早期識別NSSI高風險個體提供支持。

1 NSSI EFs相關的腦電研究

根據情緒調節假說，在經歷負性情緒或面對壓力事件時自傷患者會有不同程度的情緒調節障礙，自傷青少年通過NSSI 行為減少負面情緒的影響。情緒調節障礙是NSSI的主要原因，認知-情緒模型認為情緒反應和情緒抑制控制是情緒調節的核心組成部分［7］，其中杏仁核、扣帶回皮質是情緒網絡的關鍵點；前額葉皮質是執行控制網絡的關鍵點［8］，對于EFs 的實施具有重要意義，EFs 受損提示情緒調節能力低下［9］。EFs也稱執行控制或認知控制，是集中注意力、依靠不明智本能或直覺時自上而下的心理過程，也是元認知自我調節的技能。抑制控制、工作記憶和認知靈活性是EFs的核心內容［10］。Fikke等［9］發現NSSI青少年EFs有明顯的缺陷，低程度自傷組有抑制控制障礙，高程度自傷組有工作記憶障礙。

ERP可以為青少年EFs的發展和功能障礙提供標記，并為其神經生理學基礎提供證據。青少年EFs 相關的ERP 成分包括N2（在刺激后約200 ms出現的負向成分）、P3（在刺激后約300 ms出現的成分）、錯誤相關負波和錯誤相關正波等，其中N2標記抑制、工作記憶等，P3 標記注意特定刺激，錯誤相關負波和錯誤相關正波標記反應監測［11］。經典ERP 中的N2反映源自前扣帶回和額下回的沖動監控，表明對負性刺激的抑制水平；P3 代表源于前扣帶回和眶額皮質的抑制控制加工，表明對負性情緒的注意力水平［12-13］。

抑制控制包括行為控制和干擾控制2 個方面［10］。雙選擇Oddball范式是激發個體抑制控制的范式之一，可以彌補Go/Nogo 范式和Stop signal 范式的不足，通常應用于行為抑制控制的研究［12］。一項基于雙選擇Oddball 范式的ERP 研究發現，相比于對照組，NSSI 組青少年暴露于自我傷害線索時的眶額皮質和額下回激活增加，自我傷害線索下的差異波P3（異常波P3減去標準波P3）振幅顯著高于中性線索，NSSI 青少年的抑制能力受損，需要更多的神經激活來成功完成抑制［14］。Zhao等［15］也使用雙選擇Oddball 范式研究NSSI 青少年在觀看負面情緒圖片時的認知腦電，發現NSSI 青少年在暴露于負面情緒刺激時表現出更明顯的N250（在接受面部刺激后約250 ms 出現的成分）、P3 和晚期正波，表明NSSI 青少年在負面情緒刺激的認知加工中存在抑制控制缺陷。注意力抑制控制是感知層面的干擾控制，James 等［16］通過穩態視覺誘發電位探究NSSI 青少年女性在顯著情緒干擾物下的注意力抑制控制，發現伴NSSI 青少年腹側前扣帶回的激活程度及對憤怒面孔的注意力捕捉相對不伴NSSI 青少年均增加，難以抑制對威脅刺激的注意。綜合來看，NSSI 青少年患者在負面情緒刺激下，主要表現抑制控制障礙，EFs相關腦電成分存在異常。

Wen等［6］對18例抑郁障礙伴NSSI青少年進行不同刺激的電生理測量，其中，N1（在刺激后約150 ms 出現的負向成分）是發生在聽覺或視覺線索刺激后的一個負向成分，可能受情緒調節；N2也是刺激后的一個負向成分，與沖突監測相關；P3a和P3b是P3波形的兩個亞組，P3a是P3的早期成分，增強的P3a可能代表前額葉的執行控制功能仍不成熟；P3b 是P3 的晚期成分，代表大腦對信號的注意和記憶過程；P50（在刺激后約50 ms 出現的成分）是聽覺誘發電位中較常見的感覺門控，提示可能有強迫、感覺過敏、耳鳴、疼痛等癥狀。該研究發現，與對照組相比，NSSI 組的N1、N2、P3a、P3b和P50在Cz電極處的潛伏期均顯著延長，P50波幅顯著下降，表明NSSI組青少年認知功能損害主要表現在抗干擾能力低下、記憶力減退、注意力和EFs 障礙。Liu 等［17］采用雙選擇Oddball 范式亦表明抑郁障礙伴NSSI 青少年的認知障礙主要表現為抑制控制和抗干擾能力差，N2、P3a、P3b潛伏期明顯延長，而P3a、P3b 振幅明顯降低，基線P3可作為重度抑郁癥青少年NSSI次數減少的潛在預測因子。上述兩個研究中伴NSSI 抑郁障礙青少年患者都表現出異常的腦電，然而異常的腦電組成不一樣，可能是由于不同的范式研究和抑郁障礙群體異質性較大而導致的差異。

2 NSSI獎賞相關的腦電研究

NSSI 行為存在于多種疾病診斷中，如抑郁障礙、邊緣性人格障礙、物質使用障礙和進食障礙等［18］，也可以在無精神障礙的人群中單獨存在［19］，因此NSSI是一個跨診斷行為［20］。美國國立精神衛生研究所的研究領域標準旨在整合各種類型數據的方法理解和治療精神障礙［21］，獎賞反應在研究領域標準中屬于正價系統，具體包括獎勵預期、對獎勵的初步反應及獎勵滿足3 個子結構［22］。獎賞反應異常是自傷風險的一個潛在跨診斷機制，個體在實施自傷行為后會感受到短暫的情緒釋放，通過自動負向強化功能緩解原有的麻木感和負性情緒［23］，通過正強化功能獲得愉悅、滿足的體驗感，在一段時間后會再次進行自傷行為，將NSSI 作為一種習慣［24］。以往研究表明，獎賞系統異常是藥物成癮的機制之一［24］。近期研究表明，NSSI患者與成癮有著相似的神經生物機制，在NSSI 中同樣存在獎賞反應的異常，患者需通過增加NSSI 行為的次數和程度來引發并維持獎賞反應［25］。一項研究結果表明，在自傷行為發生的早期，NSSI 青少年獎賞功能已經失調［26］。Kautz等［27］探討了在兒童期經歷虐待的個體中獎賞敏感性對自傷行為的預測作用，研究表明，根據童年受虐史的嚴重程度不同，獎賞敏感性作為NSSI 的認知風險因素作用也不同。NSSI 與獎賞回路、獎賞腦區密切相關，NSSI 神經獎賞回路相關的大腦活動及大腦連接發生了改變，獎賞腦區的異常可能會使自傷行為不斷得到強化［25，28］。

青少年是獎賞敏感性顯著變化及行為調整的關鍵時期。 反饋相關負波（feedback-related negativity，FRN）和P3 作為ERP 中重要的腦電組成，能夠反映出在獎賞反饋時大腦相關的神經生理活動［29］。FRN 也稱獎勵正波（reward positivity，RewP），是評估獎賞初始反應性的客觀電生理指標；P3 是腦電的晚期成分，主要反映個體的注意力分布和情緒動機狀態［30］。

Tsypes等［20］采用簡單猜測任務對19例NSSI兒童進行獎賞神經反應的研究，結果顯示，相較于對照組，NSSI 兒童在輸條件下的初始獎賞反應性增強，表明差異波FRN 可能作為自傷風險潛在的客觀生物標志物。當前明確區分自我傷害中NSSI行為與自殺相關行為的研究較少，而NSSI 是自殺意念、自殺企圖等自殺相關行為的獨立風險因素［31］。因此，自殺相關行為的神經電生理機制可以為青少年NSSI 的腦電研究提供借鑒與參考［32］。Tsypes 等［21］對自殺未遂者采用金錢獎賞延遲任務和開門任務進行腦電研究，結果顯示與非自殺未遂者相比，自殺未遂者的P3 波幅顯著降低，提示其獎賞預期及對獎賞的初始反應存在缺陷。Pegg等［33］研究發現，與沒有自殺傾向的抑郁青少年相比，主動自殺傾向組在對獎賞和損失的神經反應上表現出更大的差異，有主動自殺傾向的青少年對獎賞表現出更積極的RewP，而對損失表現出更消極的RewP。考慮到針對青少年NSSI獎賞相關腦電研究較少，因此，將來還需要更多的研究協助闡明青少年獎賞相關腦電與NSSI的關聯性。

3 NSSI疼痛相關的腦電研究

疼痛是一種主觀且復雜的體驗，可以幫助個體避免身體上的傷害起到警戒作用，而NSSI 是一個故意主動意尋求傷害和疼痛的行為。多項研究表明，與不參與NSSI 的個體相比，NSSI 患者具有更高的疼痛閾值和疼痛耐受性［25，34］。疼痛閾值是一個人感覺到疼痛刺激的最低強度，Gavcar 等［35］研究發現自傷青少年的唾液阿片啡肽（一種新定義的在鎮痛途徑中發揮作用的肽）水平和疼痛閾值均高于非自傷青少年。Koenig 等［36］研究表明，在遭受疼痛刺激后，NSSI 女性青少年的自主神經和下丘腦-垂體-腎上腺軸生理喚醒延長，皮質醇分泌增加，使其情緒和身體意識增強。NSSI 行為發生時，患者的島葉功能障礙，杏仁核-前額葉連接異常，情感性疼痛處理異常，腦島、杏仁核、邊緣皮質等相關腦區的功能結構異常破壞了NSSI患者的疼痛識別與保護機制［8］，使患者的疼痛耐受性增加，疼痛敏感性降低［37］。

根據NSSI 的疼痛鎮痛/阿片類物質假說，較低的疼痛敏感性可能是重度NSSI 的危險因素。在一項關于疼痛與NSSI 關系的縱向研究中，研究者發現在消極情緒和自我批評等負性經歷下，較低的疼痛敏感性可能會導致更嚴重的NSSI，疼痛敏感性改變對NSSI行為的發生至關重要［38］。ERP的P1（在刺激后約100 ms 出現的正向波形）、N1、P2（在刺激后約180 ms 出現的成分）、N2、P3 及晚期正波都可用于疼痛的研究［39］，Leone 等［40］采用激光誘發電位（laser-evoked potential，LEP） 研究NSSI 青少年的疼痛傳導通路和內源性疼痛調節功能，結果提示NSSI 青少年疼痛調節存在異常，其異常可能是經常自傷持續疼痛誘導引起飽和導致的結果；LEP 中的N2 波幅顯著降低，自傷風險與降低的N2 波幅密切相關，LEP 的N2 波幅可能是NSSI 青少年自殺風險的客觀生物標志物。該研究雖然表明ERP的N2可能作為NSSI的客觀生物標志物，但相對于單一的腦電成分，多個腦電指標共同評估能更好地理解NSSI 青少年疼痛有關的認知神經機制。

4 總結和展望

NSSI 青少年認知功能在ERP 及腦電圖中表現出了異常，具體表現在EFs、獎賞反應及疼痛感知等方面，情緒調節障礙在NSSI 發病過程中也起著重要作用，它們相互影響、相互聯系，共同參與青少年NSSI 的神經認知功能。借助腦電相關技術分析數據，對了解青少年NSSI 患者與正常青少年腦功能的異常活動有重要作用，腦電指標有望成為識別NSSI認知功能障礙的輔助手段。

目前針對青少年NSSI的腦電研究數量仍較少。首先，NSSI 行為往往存在于抑郁癥和邊緣性人格障礙等精神障礙中，難以單獨存在，導致認知功能與腦電測量指標的關聯誤差；其次，實驗范式的設計也需要充分考慮，不恰當的任務范式會對結果造成偏差；最后，單一的腦電成分研究評估青少年NSSI 并不準確，需要多個腦電成分測量指標進行共同分析。因此，未來研究需要更準確地設計實驗任務，考慮不同疾病背景對腦電測量指標的影響，進一步探索NSSI 青少年認知功能相關的腦電活動。同時，為了提高腦電指標預測NSSI風險的敏感性和特異性，未來研究可以采用機器學習、生態瞬時評估等方法探討干預治療后或長時間跟蹤研究NSSI青少年相關的腦電活動變化。

利益沖突聲明：所有作者均聲明無利益沖突。