《NeuroImage》：Neurophysiological profiling of emotional and cognitive states in healthy individuals
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本研究针对听觉情绪刺激神经机制研究不足的现状，开展了一项主题为“健康个体情绪与认知状态的神经生理学分析”的研究。研究人员让31名健康参与者聆听中性、积极、消极和抽象的口语词汇并进行想象，同时记录其脑电图（EEG）。结果发现，消极情绪词汇在250-350毫秒时间窗内诱发了更大的前中部事件相关电位（ERP）平均波幅，在450-700毫秒时间窗内诱发了更强的顶区晚期正电位（LPP），并且伴随β波和α波功率的显著增加。该研究为理解大脑如何处理内部生成的情绪意象提供了新见解，对探索情绪相关精神障碍的神经基础具有重要意义。
在日常生活中，语言是我们传递和接收情感信息的重要渠道。然而，与视觉情绪刺激（如图片、面部表情）的广泛研究相比，大脑如何处理通过听觉传入的情绪性言语，尤其是在需要主动想象的条件下，其神经机制仍不甚清晰。理解大脑在内部生成情绪意象时的活动模式，对于揭示情绪影响认知和行为的基本规律至关重要，也可能为情绪相关精神障碍的神经标记物研究提供线索。此前的研究多依赖于外部呈现的视觉刺激，而通过听觉词汇诱发内部情绪状态的研究相对缺乏。为了填补这一空白，一项发表在《NeuroImage》上的研究进行了一项精巧的实验。
该研究主要运用了脑电图（EEG）技术来记录大脑活动。具体关键技术方法包括：1）事件相关电位（ERP）分析，用于考察大脑对刺激的锁时性电生理反应，重点关注早期（150-250毫秒）、中期（250-350毫秒）和晚期（450-700毫秒）成分；2）基于快速傅里叶变换（FFT）的频谱功率分析，用于评估不同频率波段（δ、θ、α、β、γ）的神经振荡活动；3）非参数聚类置换检验，这是一种数据驱动的方法，用于在没有先验假设的情况下验证ERP结果的可靠性，有效控制多重比较带来的假阳性。研究样本为31名健康成年人。
3.1. EEG/ERP分析
研究人员分析了三个时间窗口内的ERP成分。
在150–250毫秒的早期时间窗口，未发现条件间的显著主效应，但发现了脑区与半球之间的交互作用，提示早期处理阶段不同脑区对任务的敏感性可能存在差异。
在250–350毫秒的时间窗口，分析显示存在显著的条件主效应。事后检验表明，消极情绪刺激诱发的平均波幅显著大于积极、中性和抽象刺激，尤其是在前中部脑区。这表明消极情绪信息在加工早期就捕获了更多的注意力资源。
在450–700毫秒的晚期时间窗口，分析发现存在脑区与条件的交互作用。事后检验显示，在顶区电极上，消极情绪条件诱发的波幅显著大于抽象条件。这一结果与晚期正电位（LPP）的增强有关，反映了对消极情绪刺激持续性的认知评价和动机性投入。
3.2. 聚类置换检验
作为对传统ERP分析的补充，数据驱动的聚类置换检验揭示了三个显著的时间-空间集群。这些集群主要活跃在204-356毫秒、362-480毫秒和534-610毫秒时间窗，涉及广泛的额叶、中央区和顶叶电极。事后配对比较进一步证实，差异主要源于消极情绪条件与其他条件（特别是中性和抽象条件）在额中央区的神经活动差异，支持了假设驱动分析的结果。
3.3. EEG：快速傅里叶变换（FFT）分析
研究人员还分析了不同频率波段的神经振荡活动。
γ波段活动显示出脑区和半球的主效应，但未受实验条件的调制，表明γ波可能更多地反映了任务所需的一般性高级认知过程，而非特定的情绪效价加工。
β波段活动显示出显著的条件主效应。消极情绪刺激条件下的β波功率显著高于中性刺激，提示β振荡在情绪性认知加工，特别是可能与内部意象维持或认知控制相关。
α波段活动也显示出显著的条件主效应。出乎意料的是，消极情绪刺激诱发了更强的α波功率，这与通常报道的情绪处理中α波去同步化的模式相反。研究者推测，这可能是由于任务要求内部想象，增加的α功率可能反映了内部注意力增强或认知控制机制的参与，而非神经活动的抑制。此外，对额叶α不对称性的分析未发现条件间差异。对任务参与度/工作负荷指数的分析发现，中性想象条件下的参与度指数高于消极情绪处理，这可能表明该指数更敏感地反映了认知负荷而非情绪处理本身。
θ和δ波段活动均显示出显著的脑区和半球主效应（θ波和δ波在额中部中线区域活动最强），但均未受到实验条件的显著调制。这表明这些低频振荡主要反映了任务的一般性认知需求，如持续注意和认知控制。
4. 讨论与结论
本研究通过结合ERP和频谱分析，深入探讨了健康个体在想象听觉呈现的情绪词汇时的大脑活动模式。主要发现是，消极情绪词汇能够诱发更显著的神经反应，体现在ERP的中期和晚期成分波幅增大，以及β和α波段振荡功率增强。这表明大脑对消极情绪内容投入了更多的认知-情感精细化加工资源。积极、中性和抽象条件则表现出相似的神经活动模式，但抽象条件在晚期电位上与消极条件存在差异，这有助于区分情绪评价性加工和词汇-语义加工。
综上所述，这项研究揭示了听觉情绪词汇，特别是消极词汇，在诱发内部意象时能调动独特的神经过程，表现为增强的ERP成分和特定的频谱功率变化。这些发现为了解内部生成的情绪意象的神经基础提供了新的证据，并为未来研究情绪失调在精神病理学（如心境障碍、人格障碍）中的作用奠定了基础。研究的局限性包括样本量相对较小、刺激重复可能引起习惯化、缺乏行为学评估（如效价和唤醒度评分）以及未对跨频带的多重比较进行校正等。未来的研究可采用更具生态效度的听觉刺激，并纳入更多样化的被试群体。
