成瘾背景下的体细胞标记理论:对理解开发和维护的贡献(2015)

作者 Olsen VV,Lugo RG,SütterlinS

发布日期 JULY 2015 卷2015:8 页数187-200

DOI http://dx.doi.org/10.2147/PRBM.S68695

收到 2 2015三月, 已接受 7月2015, 发布时间 6年2015月XNUMX日

批准出版 伊戈尔艾尔曼博士

Vegard V Olsen,1 Ricardo G Lugo,1 StefanSütterlin1,2

1利勒哈默尔利勒哈默尔大学心理学系 2挪威奥斯陆Rikshospitalet奥斯陆大学医院外科和临床神经科学系心身医学系

摘要:

最近对成瘾的理论解释承认,对物质和行为的成瘾具有内在的相似性(例如,对未来后果和自我监管缺陷不敏感)。 通过对成瘾的神经生物学相关性的研究证实了这种认识,这表明成瘾病理学的不同表现形式具有共同的神经机制。 这篇文献综述将探讨体细胞标记假说作为决策缺陷的统一解释框架的可行性,这些缺陷被认为与成瘾发展和维持有关。 体细胞标记假说提供决策的神经解剖学和认知框架,其假定决策过程偏向于由包括皮质和皮质下电路的神经元结构产生的情绪标记信号的长期前景。 成瘾者表现出显着冲动和强迫的行为模式,这些模式可能被理解为决策过程的表现形式,未能考虑到行动的长期后果。 证据表明,物理依赖,病态赌博和网络成瘾的特征在于神经区域的结构和功能异常,如体细胞标记假设所概述。 此外,物质依赖者和行为成瘾者对于对体细胞标记物功能敏感的决策措施显示出类似的损伤。 成瘾特征的决策缺陷可能是成瘾发展的先验; 然而,它们可能因摄入具有神经毒性的物质而恶化。 结论是,成瘾的体细胞标记模型有助于对当前神经成像和行为证据支持的成瘾性疾病决策缺陷的潜在神经生物学进行合理的描述。 概述了对未来研究的启示。

关键词: 成瘾,体细胞标记假说,决策,情感,爱荷华州赌博任务

介绍

成瘾的特征在于其中涉及动机和行为控制的神经系统促进自我调节失败,其在面对日益增加的负面后果时持续存在。1 成瘾的成分模型假定成瘾状态涉及增加成瘾对象,情绪修改,容忍发展,退缩,内部和外部冲突以及复发的显着性归因。2 这种概念化意味着成瘾不仅限于化学物质,还可能涉及过度赌博和互联网使用等行为。 对成瘾行为相似性的认识与越来越多的证据相符,表明化学和非化学成瘾可能具有共同的神经机制。35 成瘾中的冲动和强迫行为与缺陷决策有关。6 因此,更好地理解在各种成瘾中观察到的异常决策过程已经成为关于成瘾的发展和维持的研究的焦点。 体细胞标记假说(SMH)为解释成瘾者的功能失调决策模式提供了理论框架。 本综述概述了成瘾决策的研究现状,特别关注体细胞标记理论的贡献。

成瘾的决策缺陷与前额皮质病变患者相似 - 对决策的未来后果和基于经验的学习缺乏明显遗忘。7 这种观察和支持生理和解剖学评估已经导致前额叶皮质中的病理生理学可能是成瘾的重要神经基础。810 前额区域情感 - 认知整合后的决策结果受到与边缘系统区域的传入连接的影响。 SMH提供了一个系统级框架,描述了决策过程如何受到在大脑和身体中表达自身的生物调节变化引起的情绪信号的影响。11,12 该理论源于对腹内侧前额叶皮层(vmPFC)病变患者决策缺陷的研究。13,14 SMH回应并扩展了詹姆斯对外围反馈的描述,假设来自外围的情绪偏向信号指导决策过程,以及在复杂性和不确定性为特征的情况下的长期前景。15 证据表明,体细胞标志物的正常运作依赖于在周围表达情绪所涉及的各种结构,例如vmPFC和杏仁核,以及涉及身体本身发生变化的中心表现的结构(躯体感觉皮层)。 ,岛状皮质,基底神经节,扣带皮层)。1618

对SMH的实证支持主要源于一种情感决策范式,旨在以影响不确定性,奖励和惩罚的方式模仿现实生活决策 - 爱荷华州赌博任务(IGT)。11 Bechara等19 提出成功表现与提高皮肤电导反应(SCR)之间的相关性,预测无意识的不利决定。1921 这些预期的SCR已被解释为体细胞标记信号的指标,并且在vmPFC中具有病变的患者中不存在。 有趣的是,该范例已被用于探索各种临床人群的决策,一些研究表明,体细胞标记缺陷可能构成决策受损的过多临床表现的基础,包括药物成瘾中的那些,22 精神病,23,24 焦虑,25 强迫症,26 和恐慌症。27

越来越多的证据表明,成瘾的特征在于体细胞标记机制的缺陷,通常支持适应性行为的选择,从而产生对未来行动的预期负面后果的不适当的情绪标记,从而促进自我调节失败。10,28 以前的文献综述探讨了体细胞标记物和成瘾之间的关系,这意味着SMH可以解释成瘾的物质和行为形式的功能失调决策,例如病态赌博和网络成瘾。7,10,29,30 虽然之前的文献回顾了支持该模型解释药物成瘾中功能失调决策的能力的研究结果,但它没有提供关于其预测是否也适用于行为成瘾的确凿证据。 此外,尚未详细阐述体细胞标记缺陷的病因学; 需要进一步的研究来确定被认为与成瘾有关的有缺陷的体细胞标记信号系统是否是一个病前易感因素或成瘾行为的结果。

首先,将提供对当前对体细胞标记物信号传导的神经生物学的理解的简要概述。 此后,将回顾与成瘾的体细胞标记模型的预测相关的神经生理学和神经认知证据,并且将严格评估该模型对成瘾的缺陷决策的适用性。 范围将限于药物成瘾,病态赌博和网络成瘾,因为这些代表了最受研究关注的成瘾性疾病。 最后,该评价将讨论体细胞标记物缺陷的病因学以及由于功能失调的体细胞标记物信号系统导致的缺陷决策成瘾导致成瘾易感性的可能性。

体细胞标记物信号传导的神经生物学相关性

SMH认为,与情境突发事件相关的体细胞状态信息的神经体现具有能够通过重新激活先前与选项 - 结果对配对的体细胞状态来指导决策过程的偏向性质(概述已经发表过15,16)。 SMH区分两种不同的体细胞状激活触发因子,每种触发因素都与不同的神经基质相关。31 原发性诱导物是指与自动体细胞(情绪)反应相关的先天或学习刺激,由涉及情绪加工的皮质下结构介导,其中杏仁核是必需结构。 次要诱导因子是指从实际或假设情绪事件的思想和记忆中产生的认知刺激 - 例如,服用药物的记忆或将来服用该药物的想法。 虽然杏仁核在初级诱导的情况下通过脑干和下丘脑区域中的相同体细胞效应结构进行操作,但二级诱导物的诱导与vmPFC中的高阶关联区域相关,其能够编码和重新激活体细胞。与特定期权 - 结果对相关联的州。16 此外,一旦建立了处置表示,从而允许二次诱导,再激活可以作为体内变化的脑内重放,通过完全绕过身体本身的as-if循环机制。32

vmPFC和杏仁核都与下丘脑和脑干核中的体细胞效应结构密切相关,这些结构能够在体内发挥生物调节变化 - 例如,它们引发体细胞标记。 这些情绪变化通过脊髓,颅神经和内分泌信号在体内产生。 随后的变化的传入预测表现在生态组织区域。 顶叶(SI和SII)和岛状皮质中的躯体感觉皮质持续监测内部信息,33 尤其是岛屿皮层的前部被认为是身体的有意识体验以及它作为剧院的情感的关键神经基础。18,34 实际上,神经影像学研究表明,岛屿活动的强度与感知的情绪强度和内感觉判断的准确性相关。18,35 此外,各种研究表明岛屿激活和决策结果之间存在关联。 例如,Werner等人36 据报道,岛屿激活可以预测成功的直觉决策。 相关的,高的内部感知准确性与情绪框架决策任务中对情绪偏差的更高易感性正相关37 并且对于恐慌症患者的决策制定具有功能障碍的内感觉偏差的不利影响。27 这些发现和强有力的证据表明在前岛叶皮质中发现的神经元间相关准确性18 加强以前的建议,即该区域是体细胞标记物行为影响的整体结构。 通过病变研究进一步证实了岛屿皮层在体细胞标记物偏向作用中的作用,将损伤与这种结构与不同的决策缺陷联系起来,尤其是对反应选择之间的价值差异不敏感。38,39 因此,岛状皮质的功能受损可能降低个体确定响应选择值的能力,这是由于对情绪显着性选择通常诱导的外周变化的低效利用。

体细胞标记物的偏向作用不限于立即选择适应性行为计划。 假设体细胞标记有助于公开推理过程,在这些过程中,它们会放大某些响应选项而不是其他响应选项,以便更多的执行资源专用于这些选项。16 该假设与体细胞标记系统的区域,尤其是vmPFC,以及涉及工作记忆和冲突解决的区域(例如背外侧前额皮质(dlPFC)和前扣带皮层)之间的精细连接一致。40,41 此外,采用执行负荷范式和测量决策任务的研究表明,通过体细胞标记偏差行为对行为的公开指导来说,参与调解执行资源,特别是工作记忆的区域是必要的,但不是充分的。42,43 此外,假设体细胞标记物可以通过与基底神经节区域(特别是纹状体)的连接隐式地偏离行为 - 即外部意识觉醒。10 这在成瘾的背景下特别令人感兴趣,有令人信服的证据表明,从中脑边缘多巴胺系统到腹侧纹状体的多巴胺传递增加驱使激励动机过程超出其成瘾的适应范围,导致对注意力偏向并增加对期望的对象。44,45 因此,在参与激励动机的多巴胺驱动过程和来自前额皮质回路的情感 - 认知信号之间可能存在纹状体水平的相互作用。

躯体状态的神经化学调节对行为和认知的影响

神经药理学研究的进展已经开始揭示神经化学传递物质如何影响行为和认知。 特别地,单胺已经受到相当多的关注并且被认为在各种认知过程中起重要作用,包括决策制定。46 单胺类神经递质也是精神病理学研究的主要焦点,包括成瘾,47 并且大量证据支持这些神经化学物质在许多精神病理学条件下的因果作用。 虽然这些神经调节物质在决策过程中的确切作用仍然未知,但有证据表明体细胞标记物的偏向性质在很大程度上是由于这些发射物质在大脑各个部位释放的变化。涉及认知和情绪处理 - 例如,vmPFC,杏仁核,岛状皮质和纹状体。16

越来越多的证据表明,5-羟色胺能系统是适应性决策的一个组成部分,可能在体细胞标记物的偏向性质中发挥核心作用。48,49 罗杰斯等人50 发现由饮食挑战诱导的低水平血清素(5-HT)与对眶额/ vmPFC功能敏感的范例表现不佳之间存在关联的证据。 此外,低5-HT水平一直与时间贴现的趋势增加有关51,52 和冲动的行为,53 这两者都明显涉及成瘾行为。 多巴胺能系统也与情感决策有关,证据表明多巴胺水平降低与IGT表现受损之间存在关联。54 具体而言,当决策过程由任务突发事件的隐含知识指导时,降低的多巴胺水平似乎会干扰任务的第一部分的绩效。 相反,已经发现5-羟色胺能系统的操作影响任务的后半部分。55 因此,多巴胺和5-HT可能与不同的决策模式有关,多巴胺主要参与模糊决策和5-HT风险决策。

最近的证据表明,体细胞标记系统的效率受与5-羟色胺能和多巴胺能功能相关的遗传变异的影响。 例如,Miu等人49 发现与血清素转运蛋白的低效率相关的等位基因纯合的个体(5-HTT;参与5-HT的突触再摄取的分子)在IGT的不利选择之前显示出更好的性能和更强的SCR。 该研究表明与5-HT的再摄取减少相关的等位基因变异的促进作用。 然而,关于5-HTT等位基因与IGT表现之间关联的其他研究已经产生了相互矛盾的发现。5659 关于多巴胺系统,Roussos等60 研究了等位基因变异对儿茶酚-O-甲基转移酶的影响(COMT)基因决策性能,并发现等位基因之间的关联,赋予儿茶酚胺更有效的酶降解和适应性决策。 这似乎与Sevy等人的研究结果不一致54 较早前提过; 然而,通过饮食挑战实现的多巴胺酶促降解和多巴胺减少不能直接比较。 可能存在与适应性情感决策相关的最佳多巴胺传递水平。

最后,脑源性神经营养因子(BDNF)基因与情感决策有关。 例如,Kang等人61 发现了Met等位基因之间的关联 BDNF 基因和IGT后期试验的表现降低。 BDNF广泛涉及突触可塑性62 因此可能参与选项 - 结果对的编码。 因此, BDNF 基因可能影响效率,其中情感效价 - 即体细胞标记 - 与参与体细胞标记功能的神经回路中的心理表征相结合。

总之,有证据表明5-HT和多巴胺在情感决策中扮演着重要的中心角色。 然而,它们的确切作用仍不清楚,并且对影响5-羟色胺能活性的等位基因变异的遗传关联研究已经产生了相互矛盾的发现,这些发现不易协调。 可能涉及复杂的基因 - 环境和基因 - 基因相互作用。 因此,发射机系统之间的复杂相互作用可能解释了体细胞标记物对决策过程的最终影响。

成瘾中的体细胞标记物信号缺陷

成瘾者和患有眶额病变的患者都表现出对未来后果,行为调节困难和冲动控制缺陷的不敏感性。7,32,53,63,64 根据与行为选择中的执行功能相互作用的情感预测功能的概念,SMH有可能有助于理解这些功能失调的自我调节机制。10 尽管有缺陷的体细胞标记物信号传导可能参与维持成瘾行为,但成瘾的体细胞标记物模型也假设成瘾者和非成熟者在与决策和躯体状态激活相关的神经系统中甚至在成瘾建立之前也不同。7 因此,除了偏向个体以保持适应不良的强迫行为之外,还假设体细胞标记缺陷表达对冲动行为的增加的易感性和成瘾性疾病的发展。 这种双重假设意味着体细胞标记缺陷是成瘾行为的内表型生物标志物 - 例如,冲动和强迫。

不平衡的双重处理:冲动与反射系统

成瘾的体细胞标记模型将成瘾设想为一种状态,其特征在于调节情绪能力刺激的激励动机特性的冲动系统与负责控制冲动和追求长期目标的反射系统之间的不平衡。65 这一概念与有影响力的决策制定的双重过程概念化兼容。6670

脉冲系统对应于涉及食欲方法行为的神经回路。 杏仁核和腹侧纹状体被认为是该系统中的整体结构。 例如,腹侧纹状体中的神经元对自然奖励具有高度响应性,并且在成瘾的情况下,它们响应于成瘾物体而剧烈地发射。71 此外,已经表明,从基底外侧杏仁核到伏隔核的兴奋性输入决定了动物模型中随后的奖励寻求行为。72,73 冲动系统通过与皮质下效应器结构的广泛连接,对具有生物调节变化的情绪刺激响应作出反应。74 随之而来的变化使生物体偏向有益刺激 - 例如,积极的体细胞标记被用于刺激 - 这可能通过反射系统呈现二次诱导物特性。 成瘾的体细胞标记模型假定冲动系统可能在成瘾中占优势,这种情况的特征在于对成瘾物体的过度情绪反应。

反射系统与故意和目标导向的行为相关联,并且被认为对应于前额叶皮层和扣带皮层的区域。 该系统依赖于与冷却执行功能相关的神经回路的功能,如工作记忆和反应抑制,主要由PFC的背外侧和腹外侧区域介导的功能,以及诸如躯体状态的二次诱导和冲突的热执行功能。由内侧PFC和前扣带皮层介导的分辨率。16,75 反射系统的操作对于与长期前景一致的决策是至关重要的,并且被认为在成瘾障碍中功能失调,使得系统不能调节与成瘾对象相关的基本冲动。10

近年来越来越受关注并被认为影响两个系统效率的神经结构是岛状皮质。76,77 岛状皮质已被概述为能够在线保持体细胞标记表示以影响行为和认知的结构,从而为内感觉信号的主观感受提供基础。18,36 岛状皮质可能涉及将与戒断状态下身体状况相关的稳态信号转化为渴望的主观体验。 事实上,最近一项针对岛屿区域中风患者的研究表明,对这种结构的损害确实消除了对尼古丁的依赖,这一发现暗示了岛状皮质在维持成瘾方面的作用。78 假设尼古丁消耗的减少是由于未能将内感觉信息转化为有意识的感觉,从而消除了渴望。 有证据表明,当病变包括基底神经节的部分时,吸烟行为的减少甚至更加明显,从而损害了稳态和脉冲电路。79 岛状皮层可以为冲动系统起催化作用,放大成瘾物体在撤回状态下触发系统的能力。 此外,岛状投影可能会破坏或功能性地劫持反射系统以追求成瘾物体。80 这个想法与岛屿皮质与眶额皮质(OFC)的双向连接的神经解剖学证据相一致。81 和杏仁核。82 因此,主要基于岛屿的稳态系统可以以这样的方式影响双系统:由这些奖励驱动的电路启动的情绪信号使吸毒者偏向期望的物体。

成瘾的神经生理异常

在成瘾者中发现的神经生理学不规则性包括涉及体细胞标记系统的区域,并且其与功能失调的决策相关联。 在与药物成瘾反射系统相对应的区域中发现了一些异常。 一致的发现是减少灰色83 和白色84 物质完整性和异常激活85 OFC的。 在各种吸毒成瘾者的样本中发现OFC中的灰质减少,包括酒精,86 海洛因,87 可卡因,88 甲基苯丙胺,89 尼古丁,90 和大麻素成瘾。91 此外,在dlPFC中已经报道了较低的灰质密度87 和前扣带皮质88,92,93 与健康对照相比,在各种药物成瘾中。

在行为上瘾者的样本中已经发现了类似的发现,尽管证据不一。 例如,对眶额功能敏感的行为范例(例如,IGT)已经表明眶额/ vmPFC区域中的病理生理学与病理性赌博有关。94 然而,很少有研究探讨病理性赌博的结构相关性,那些研究了这种疾病的形态学相关性的研究未能确定OFC或额叶相关区域的总体结构异常。95 然而,事实上,一项研究发现,病态赌徒的样本在右侧OFC和右侧腹侧纹状体区域增加了灰质密度。96 值得注意的是,还发现病态赌徒在右侧PFC和右侧腹侧纹状体之间显示出增加的功能连接性。97 对病态赌博中白质完整性的研究已经发现可能影响额叶功能的异常。98,99 这些研究已经证明前胼call体中的白质微观结构异常,其包含对于正面半球之间的信号传输至关重要的束。 这些发现证实了Goldstein等人的早期发现,100 表明病态赌徒表现出脑电图活动,表明根据通常与右半球或左半球激活相关的任务之间的转换,改变半球活动的困难。 因此,反射系统的不同组件(例如,vmPFC,dlPFC和前扣带皮层)之间的异常通信可能与病理性赌博中的该系统中的功能障碍相关联,这可能导致启动预期的体细胞标记物的能力降低。指导决策过程以实现长期成果。

与病态赌博不同,对网络成瘾的形态学相关性的研究揭示了涉及反射系统的大脑区域中广泛的结构异常。 例如,各种研究报告OFC的体积减少,特别是在右半球。101104 这种半球不对称性是值得注意的,如Bechara和Damasio16 表明体细胞标记功能在某种程度上偏向于右半球。 此外,双边dlPFC报告了减产量,104 左前扣带皮层,104,105 并留下后扣带皮质105 在网络成瘾者的样本。 此外,采用结构成像技术的研究已经确定了类似于药物成瘾和病理性赌博中所见的白质异常。 例如,Lin等人的一项研究106 揭示了OFC,前胼call体,带状腱和放射冠的广泛白质异常。 Weng等报道了类似的发现,103 谁发现额叶和前胼call体有大量白质减少。 Lin等人最近的一项研究107 还发现大量网络成瘾者的额叶白质缺陷,主要位于额下回和前扣带皮层。 这些研究表明,前额皮质控制系统中的类似缺陷可能被各种成瘾所共享,并且这些缺陷可能导致病理状态,其特征在于面对由于功能障碍导致的负面个人和社会后果而增加成瘾相关行为。系统负责权衡行动对其直接利益的影响,并可能在这些前景的基础上产生躯体状态。

在健康行为的双重过程模型意义上,108 有缺陷的反射系统可能使上瘾者受到冲动系统产生的基本冲动的支配。 这些基本冲动可以通过外部(例如,药物提示,赌博提示,因特网提示)或内部(例如,成瘾对象的想法或记忆)刺激来触发。 根据成瘾的体细胞标记模型,触发刺激将引起神经反应的级联,其中一些涉及产生体细胞状态,其被传递到涉及体图和稳态调节的结构(例如,岛状皮质); 然后,这些结构将躯体状态信息转化为感觉(例如,冲动或欲望),这使得上瘾者对成瘾物体产生偏见。10

特别是,腹侧纹状体和杏仁核已成为调节成瘾相关刺激的动机特性的重要结构。109,110 实际上,神经影像学研究已经确定这些结构在成瘾样本中被线索诱导范例一致地激活。111113 此外,似乎成瘾的特点是对与食物和性等自然奖励有关的非阻碍线索的奖励回路反应迟钝。114116 对于成瘾与非强制性线索的不平衡处理的主流观点是罗宾逊和伯里奇的激励致敏理论,44,45 假定成瘾是由于在奖赏处理(例如,腹侧纹状体)中涉及的多巴胺受神经支配的区域水平上的成瘾相关对象的异常突出归因的结果。 尽管在吸毒成瘾的情况下这一立场的证据似乎令人信服,但是它是否适用于非化学成瘾仍存在争议。 例如,最近的研究发现病理赌徒在IGT期间没有显示出增加的多巴胺释放水平。117,118 然而,发现多巴胺释放与病态赌徒之间的决策缺陷相关,与正常对照相反,对于正常对照,多巴胺释放与性能提高相关。118 这是值得注意的,因为它表明尽管多巴胺释放水平相似,但两组中的不同神经过程仍在起作用。 可以推测,上瘾的人群表现不佳,因为冲动系统的反射系统调制不足,这使得他们偏向于更大的短期奖励; 即使这些短期回报与较大的长期损失有关。 然而,最近的一项神经影像学研究发现,病理赌徒在基于价值的决策任务中增加了杏仁核和腹侧纹状体之间的功能连接。119 在药物成瘾者的样本中已经观察到奖励相关电路之间的功能连接性增加以及反射电路之间的功能连接性降低。120 这些研究结果支持成瘾的概念,即成瘾相关刺激通过过度活跃和不受管制的冲动系统引发接近行为的可能性增加的状态。

脉冲系统与下丘脑和脑干水平的效应结构密切相关。 通过这些联系,激励对象有能力改变躯体景观。 这些变化被涉及身体测绘和稳态调节的结构所感知,这些结构产生了有意识的欲望感受。 有证据表明,岛状皮层是体细胞信息翻译过程中的主要基质。 最近对成瘾研究中这种结构的兴趣导致证据表明该系统在成瘾中具有适应不良的功能。77,121

据报道,在药物和行为成瘾的岛屿皮质中,灰质体积减少。 例如,Franklin等人88 发现可卡因成瘾者样本中前岛叶皮质的灰质体积减少。 有趣的是,这些体积异常与成瘾的严重程度无关,这表明脑岛异常可能代表了成瘾的前瞻性脆弱性。 据报道,酒精成瘾者的岛状皮层灰质体积减少。122 然而,这些体积减少似乎与酒精消费正相关,初步证据表明它们与禁欲相反。123 尽管研究病理性赌博结构相关性的少数研究尚未报道脑岛的形态学异常,但据报道,网络成瘾者在岛屿区域显示出显着的灰质减少。103105 其中一项研究发现,体积减少与网络成瘾严重程度的分数相关。103

功能性神经影像学显示,相对于对照,吸毒者对药物提示的岛状皮质激活增加。124 在暴露于赌博相关线索期间,病态赌徒也报告了岛状皮质的活动增加。112 尽管预计在互联网成瘾者中也会出现增加的岛屿激活,但对该群体中的线索反应性的研究尚未观察到对互联网刺激的岛屿激活的增加。 然而,一项研究报告在网络成瘾中休息时岛屿皮质激活增加。125 一些研究表明,岛状皮质中的线索反应性与成瘾中临床结果变量的显着差异有关。 例如,Janes等人126 研究表明,增加前岛状皮质对吸烟线索的激活预示着戒烟尼古丁上瘾者的滑倒,而克劳斯等人127 表明增加的岛屿激活与酒精成瘾的成瘾严重程度相关。 此外,Tsurumi等人128 发现奖励预期任务中的孤立激活与戒备病态赌徒中的疾病持续时间呈负相关。 虽然这一发现似乎与之前报道的发现有些不一致,112 我们认为这种差异可能是由于任务的性质。 Tsurumi等128 使用积分而不是金钱作为激励因此,激活的减少可能是由于前面提到的奖励回应的特异性。116

总之,这里总结的发现表明成瘾,包括药物和行为,其特征在于涉及体细胞标记功能的大脑的各个区域中的神经异常。 在成瘾样本的反射,冲动和稳态系统中都发现了结构和功能异常。 此外,各种形式的成瘾之间的神经异常似乎存在很大程度的重叠。 这与体细胞标记模型所持有的脂肪假设一致,该模型表明成瘾的特征在于神经认知缺陷,其作为脆弱性标记成瘾存在于先天,并且这些神经认知缺陷是由电路中的异常功能引起的。构成体细胞标记系统。 但是,这里总结的研究是横截面的; 因此,因果结论为时过早。

成瘾的决策

如前所述,成瘾的特征在于涉及认知和情绪处理的区域中的结构和功能异常。 这些异常可能在涉及理性和情感决策的领域中表现出行为。 成瘾的体细胞标记模型认为,成瘾是反射系统受损的状态,这可能导致无法利用与决策过程中的长期结果有关的情绪标记信号,从而导致冲动系统在没有约束的情况下运行反射系统可能会使吸毒者立即获得奖励。10 本节将审查与此帐户相关的行为证据。 范围将限于涉及IGT的研究,因为该范例被认为对体细胞标记物失败引起的认知缺陷敏感。 实际上,神经影像学研究已经证明IGT的成功表现与SMH概述的神经结构的激活相关。129

在吸毒成瘾者样本中使用IGT的研究明确表明情感决策能力受损。22,130133 这一发现在包含各种吸毒成瘾者群体的样本中始终如一。 值得注意的是,Bechara和Damasio22 发现适应不良的决策表现与相对于对照的不利卡选择之前的减弱SCR相关,支持体细胞标记失败的概念。 然而,还观察到样本中的大量成瘾者成功地完成了任务。 将任务绩效分解为块显示出学习曲线的差异,因此成为成瘾和决策研究的焦点。 与对照组相比,吸毒者显示出较浅的学习曲线; 然而,这也表明吸毒成瘾者未患有未来的一般近视,就像vmPFC病变患者一样。22 相反,这种逐块分析表明,吸毒成瘾者更多地受到直接结果的驱使,不成比例地权衡可能妨碍学习任务突发事件的大量奖励。 在对同一样本的后续研究中,对IGT的逆转变体进行了测试,以测试性能下降是由于对奖励的过度反应还是对行为的未来后果的一般不敏感。 研究发现,吸毒成瘾者可根据其在变异IGT上的表现细分为三组131:1)对反应过度反应; 2)对未来后果普遍不敏感; 和3)没有损害。 这一发现表明,在成瘾可以从躯体系统的不同组成部分一致或彼此独立的失败中发展成瘾的同等性。 反射系统缺陷可能妨碍利用与未来负面结果相关的预期体细胞标记的能力,而冲动系统高反应性可产生如此强大的方法相关信号,反射过程在功能上被推翻。 符合这一论点,肖等人134 研究表明,青少年暴饮暴食者样本中IGT表现不佳与左侧杏仁核和双侧岛状皮质激活增加有关,并且相对于对照组OFC活化减少。

IGT也被用于调查病态赌博的决策,结果与实质成瘾的结果一致。135,136 然而,这些研究中很少包括心理生理学测量。 一个例外是Goudriaan等人的研究,137 发现情感决策缺陷与IGT上不利卡选择之前的衰减SCR有关。 IGT表现期间的这种心理生理学特征与Bechara和Damasio研究中观察到的一致,22 并进一步支持病态赌博中异常体细胞标记功能的概念。 此外,最近由Power等人进行的功能性磁共振成像研究138 表明病理性赌博中IGT表现受损与脉冲电路(杏仁核和纹状体)的激活增加有关,而OFC也是如此。

很少有研究探讨过使用IGT进行网络成瘾的情感决策。 我们确定了四项研究,139142 结果好坏参半。 虽然一些研究表明,网络成瘾者的决策缺陷与吸毒成瘾者和病态赌徒的样本相比,139,140 其他人表示没有减损。141,142 但是,结果的差异可能部分是由于所使用的网络成瘾的操作定义。 Ko等人的研究141 定义网络成瘾作为互联网使用,每天超过2小时,而Metcalf和Pammer142 将过度的互联网游戏(一种网络成瘾形式)定义为每周5小时或更长时间。 因此,这些研究中的大部分网络成瘾样本可能包括因互联网使用而没有功能受损的参与者。 可以推测,更严格的纳入标准将产生更能代表网络成瘾者的情感决策能力的结果。

这里审查的研究都依赖于IGT作为情感决策的衡量标准。 然而,值得注意的是,这项任务受到了批评。 最重要的是,任务捕获情感决策能力的能力受到了挑战。 具体而言,有人认为任务的奖励/惩罚时间表在认知上是可穿透的,因此任务绩效可以由有意识的知识驱动。143 根据最近的证据,这种批评似乎是合理的,正如Guillaume等人所说的那样144 证明了表现的差异与有意识的知识有关。 然而,任务表现也与不利卡选择之前的SCR正相关,并且这些与有意识的知识无关。 这表明显性知识和体细胞标记都独立于任务绩效。 然而,有人建议将SCR解释为反映体细胞标记偏置动作是不正确的,并且有一些证据支持这一建议。145 这对SMH来说是一个挑战,并且体现了它仍然是一个需要经验验证的不断发展的理论框架。

完全假设:神经认知缺陷是诱发因素

成瘾的体细胞标记模型的一个主要原则是与异常体细胞标记功能相关的神经认知缺陷是病前的并且是成瘾的诱发因素。 然而,由于滥用药物具有神经毒性,因此对该假设的研究变得复杂。146,147 假设不同形式的成瘾具有相似的病理生理学和神经认知基础,药物和行为成瘾者的比较研究可能会将药物滥用的后果与易患成瘾的神经认知缺陷分离开来。

为了将易患神经认知因素与药物诱导的认知能力下降分离,Yan等人148 对海洛因成瘾者和病态赌徒进行了比较研究,测试了情感决策和工作记忆表现。 他们的研究结果表明,这两种疾病都存在情感决策缺陷,并与海洛因成瘾多年的滥用有关,但与病态赌博无关。 工作记忆缺陷仅存在于海洛因成瘾中。 这些结果与Goudriaan等人获得的结果相似149 比较酒精成瘾者和病理性赌博。 这些研究表明,情感决策能力可能代表成瘾的诱发因素,并且可能通过摄入具有神经毒性作用的物质而恶化并扩展到其他神经认知功能(例如,工作记忆)。

为支持情感决策能力作为诱发因素的概念,肖等人150 在一项针对中国青少年的纵向研究中,IGT评分是1年随访中饮酒行为的重要预测指标。 同样,IGT评分已被证明可预测青少年样本中吸烟行为的发展。151 通过将反射回路中的体积异常与未来药物行为联系起来的研究证实了这些发现。 在一项纵向研究中,发现12年龄较小的OFC体积预测多年后开始使用4大麻。152 在后来的出版物中,同一组报道了12年龄前扣带皮层的体积差异预测了多年后饮用4的问题。153 而且,Weiland等人154 研究发现,评估早期药物滥用风险和年轻人额叶皮质体积的评分之间存在负相关关系。 因此,虽然有强有力的证据表明对与药物使用相关的神经回路具有神经毒性作用,但在药物使用之前可能已经存在参与体细胞标记物系统的区域中的细微神经异常。 这些异常可能与导致成瘾行为发展的不同决策缺陷有关。

结论和未来方向

本文的目的是探讨SMH是否适用于在不同成瘾中观察到的决策缺陷的统一解释框架,以及证据是否支持体细胞标记作为成瘾发展的诱发因素。 SMH是一种神经解剖学和神经认知决策框架,是从对vmPFC损伤后的决策缺陷的研究中发展而来的。 在成瘾研究中应用该框架的动力是观察成瘾者和vmPFC患者之间可比较的自我监管缺陷,这表明了一种共同的潜在机制。7

SMH为其预测概述了一种独特的神经结构,包括一个涉及自我调节功能的反射系统,允许追求长期目标和权衡后果,一个冲动的系统,产生与情绪显着的刺激相关的动机状态,以及一种稳态系统,涉及使行为适应体细胞系统的状态。 成瘾的倾向可能是由这三种系统中的一种或组合的功能障碍引起的。65 实际上,有大量证据表明,物质和行为的成瘾的特征在于SMH概述的神经区域的形态异常和异常激活模式。83,85,88,93,98,102,111,112,119 此外,初步证据表明,细微的异常可能会使成瘾早于成瘾发展的素质,152 并且通过使用精神活性剂可以加速这些缺陷。148

SMH指出,体细胞标记系统中涉及的各种神经组件通过情感预测功能实现自适应决策,该功能产生与选项 - 结果对相关的体细胞状态激活。12 对成瘾决策的研究表明,成瘾的特点是未能产生适当的体细胞标记物,这可能代表了成瘾特征的自我调节失败的原因。 然而,尽管在药物和赌博成瘾者的样本中一直观察到功能失调的决策,22,135 关于网络成瘾中情感决策功能的证据是混杂的。139142 然而,值得注意的是,没有发现缺陷决策表现的研究使用了可能导致大量参与者可能不被视为真正成瘾者的入选标准。 未来的研究应该旨在捕获以成瘾的核心方面为特征的样本 - 即尽管增加了负面后果,但仍持续使用。 此外,先前的研究尚未研究在网络成瘾的任务表现期间的体细胞状态激活。 因此,未来的研究可以采用心理生理学测量来研究网络成瘾中躯体标记失败的概念。

神经解剖学异常和决策缺陷已被证明可预测青少年样本中的物质使用。150,153 这暗示了作为诱发因素的体细胞标记物功能的变化,可能暗示体细胞标记物缺陷可能是成瘾的内表型,促进既冲动又强迫的决策。 根据该建议,体细胞标记系统中的功能变化具有实质遗传成分,可能与编码几种相互作用神经递质系统效率的基因有关。 血清素系统广泛涉及情感决策,46,49,56 以及成瘾的开发和维护。47,155 这表明影响5-羟色胺能系统效率的遗传变异可能是通过体细胞标记物失败导致成瘾风险的核心组成部分。 对确定5-羟色胺能效率的多态性对决策能力和成瘾倾向的影响的纵向研究可能有助于确定该建议的有效性。 此外,纵向研究可能有助于揭示体细胞标记效率的变化,作为情感决策表现和躯体状态激活,是否与成瘾人群的不同预后特征相关。

总而言之,成瘾的体细胞标记模型提供了一个似乎合理的说明,即由即时和未来前景产生的情绪相关信号如何使吸毒者偏向成瘾发展和维持。 从框架中得出的神经解剖学和行为预测都有可能进一步推进当前关于缺乏决策如何导致成瘾的知识。 但是,该模型有一些局限性。 最重要的是如何最好地测试其关于决策绩效的预测的不确定性。 虽然IGT一直是与框架最相关的范例,但它被批评为具有认知渗透性143 并且可能由其他心理机制驱动(例如,逆转学习156)。 因此,仍然不确定IGT是否实际衡量情感决策绩效或其他一些结构。 此外,对作为反映体细胞标记物的任务的不利卡选择之前的心理生理学变化(例如,SCR)的解释已经受到挑战。15 因此,未来对SMH的研究和成瘾的体细胞标记模型的途径将是产生消除这些不确定性的其他范例。

有关声明

作者报告说,这项工作没有任何利益冲突。

 


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