前 言

眾多腦區(qū)中，前額葉是大腦額葉前端的皮層區(qū)域，其通過密集神經(jīng)連接參與認(rèn)知控制、情緒調(diào)節(jié)、疼痛感知及行為管理，并與丘腦背內(nèi)側(cè)核共同構(gòu)成覺察系統(tǒng)。在日常生活中，我們常常通過語音的語調(diào)、音量和節(jié)奏來感知他人的情感狀態(tài)，這種能力被稱為情感語調(diào)識別（emotional prosody recognition）。然而，情感語調(diào)識別的神經(jīng)機制尚不完全清楚。近年來，研究者們發(fā)現(xiàn)小腦不僅在運動控制中發(fā)揮重要作用，還參與了情感和認(rèn)知處理。

一項發(fā)表在《The Cerebellum》上的研究，通過結(jié)合經(jīng)顱直流電刺激（tDCS）和近紅外腦功能成像技術(shù)（fNIRS），小腦與前額葉皮層（PFC）之間的功能連接在處理情感語調(diào)中的作用，并通過tDCS和fNIRS技術(shù)，評估小腦刺激對前額葉皮層神經(jīng)活動的影響。本文將帶你一探究竟，看看小腦如何通過調(diào)節(jié)前額葉皮層的神經(jīng)活動來影響情感處理。

研究結(jié)論

被試：招募了20名健康大學(xué)生，所有被試均無神經(jīng)或精神疾病史，且未服用影響神經(jīng)活動的藥物。

tDCS刺激：被試在一周內(nèi)完成3次實驗，每次實驗間隔至少48小時。每次實驗中，被試分別接受右側(cè)小腦陽極刺激、左側(cè)小腦陽極刺激和假刺激，刺激順序隨機。刺激使用經(jīng)顱電刺激器，陽極放置在右側(cè)或左側(cè)小腦（電極中心位于枕骨外側(cè)3cm處），陰極放置在同側(cè)頰肌。刺激強度為2.0 mA，持續(xù)21分鐘。假刺激在30秒后關(guān)閉。

fNIRS數(shù)據(jù)收集：通過fNIRS，在每次實驗前后，各記錄3分鐘前額葉皮層的靜息態(tài)神經(jīng)活動。fNIRS設(shè)備探頭布局基于國際10-20系統(tǒng)，共8個通道覆蓋雙側(cè)PFC。fNIRS數(shù)據(jù)包括氧合血紅蛋白（HbO2）和脫氧血紅蛋白（HHb）的變化，用于評估神經(jīng)活動的強度和模式。

圖1：fNIRS通道排布

情感語調(diào)識別任務(wù)：被試需通過聽到的語音判斷情感內(nèi)容。任務(wù)含6種情感狀態(tài)：快樂、悲傷、憤怒、厭惡、驚訝、中性，共96條語音，每一條2.7s-3s。每種情感狀態(tài)有10條語音，共70條。語音通過耳機播放，被試通過按鍵選擇對應(yīng)的情感狀態(tài)，任務(wù)約18分鐘，同步記錄被試的反應(yīng)時間以及錯誤率。

研究結(jié)果

行為結(jié)果：被試在識別驚訝、厭惡和快樂時錯誤數(shù)最多，識別憤怒時準(zhǔn)確率最高，中性語音次之。盡管小腦刺激（無論是右側(cè)還是左側(cè)）對情感語調(diào)識別的錯誤率和反應(yīng)時間均未產(chǎn)生顯著影響，但神經(jīng)活動層面能觀察到明顯變化。

圖2：識別不同種類情緒語音的錯誤率（上表）和正確率（下表）

fNIRS結(jié)果：右側(cè)小腦陽極刺激顯著降低了PFC的HbO2水平，主要影響腹內(nèi)側(cè)前額葉和眶前額葉區(qū)域。而左側(cè)小腦刺激的影響相對較弱。

圖3：HbO2變化的方差結(jié)果

研究結(jié)論

研究得出結(jié)論，于右側(cè)小腦進行陽極刺激能夠顯著減弱PFC的神經(jīng)活動，該結(jié)論有力支持小腦-前額葉功能連接存在。盡管小腦刺激未顯著影響情感語調(diào)識別的行為表現(xiàn)，但其對PFC的神經(jīng)調(diào)節(jié)作用為未來的臨床干預(yù)提供了新的思路，特別是其在情感處理和認(rèn)知功能調(diào)節(jié)方面。

總結(jié)展望

這項研究為我們揭示了小腦-前額葉功能連接在處理情感語調(diào)中的重要作用，特別是右側(cè)小腦刺激對PFC神經(jīng)活動的調(diào)節(jié)作用。未來有望進一步探索如何將小腦刺激應(yīng)用于臨床治療，特別是針對情感處理障礙領(lǐng)域，如抑郁癥、焦慮癥等。相信隨著神經(jīng)科學(xué)和心理學(xué)技術(shù)的深度融合，我們將能夠設(shè)計出更加高效的認(rèn)知干預(yù)策略，幫助人們在現(xiàn)代社會中更好地管理情感和認(rèn)知功能。

撰文：鄧青云

審核：堯利書

編輯：馬睿琦

參考文獻：

PanicoF,LucianoSM,SalzilloA,SaglianoL,TrojanoL.InvestigatingCerebello-FrontalCircuitsAssociatedwithEmotionalProsody:ADouble-BlindtDCSandfNIRSstudy.Cerebellum.2024Dec;23(6):2397-2407.doi:10.1007/s12311-024-01741-7.Epub2024Sep14.PMID:39276299;PMCID:PMC11585498.

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