情绪的大脑机制

情绪的大脑机制

我们知道，情绪是一个复杂的心理生理反应。具体说是是什么反应？大家众说纷纭。但是，人们有一个共同的观点：情绪是大脑身体各部分共同完成的。

首先我们看看大脑的结构和各部分的作用。

脑的上层是两个大脑半球，在大脑半球的下面的后部是小脑。和大脑半球连接的是脑干，它包括间脑（包括丘脑和下丘脑，或称视丘、下视丘）、中脑（又称顶脑或四叠体）、桥脑和延脑（图3）。

大脑两半球包括表面灰质部分和里面白质部分。灰质部分叫大脑皮层或大脑皮质，它是神经系统的最高级的中枢，揭开头盖骨即可看到它，呈灰色的凹凸沟回状，约厚2－3厘米，面积约两千多平方厘米。皮层有约140亿个神经细胞，由表至里共分六层：小细胞、颗粒细胞、锥体细胞、较密的颗粒细胞、较大的锥体细胞、梭状细胞。

每个半球有一条中央沟（又叫中央裂），横切半球，还有一条在半球的基底面沿着边缘转向后方的深谷叫脑侧沟。中央沟和脑侧沟之前的部分叫额叶；枕骨上的半球后部叫枕叶；在枕叶之前、中央沟之后的半球顶部称顶叶；在脑侧沟后、枕叶前的半球侧部叫颞叶（图4）。

经生理心理学家研究鉴定，额叶的功能主要是主管人的智慧；额叶的后部主管人的动作，称为运动区；顶叶主管人的感觉、知觉，称感觉区；枕叶主管视觉，称为视觉区；听觉区在颞叶上部，嗅觉区在颞叶下部（图4）。但是，大脑皮层的功能定位并非绝对的，各个功能区也不是互相孤立的，它们之间有一定的代偿作用，即当某一功能区发生故障时，其他功能区也可代行其部分功能；同样，大脑皮层某些功能受到损伤时，也往往会影响到该功能以外的其他一些功能。现代生理心理学研究证实，大脑皮层除有功能定位外，还有功能联合和调节作用。

丘脑是传出、传入神经的“转运站”，起着神经通路的“中间站”作用。下丘脑能控制延脑和自主神经，它的功能很多，人的情绪、动机、行为（如吃喝行为、性行为、攻击行为等）都受它支配。

小脑主管动作协调及平衡；中脑主管视觉（使瞳孔变化）和听觉；桥脑帮助人睡眠与觉醒；延脑是人的生命中枢，主管呼吸、血液循环、胃蠕动等等，维持人的生命。

脊髓是中枢的延续部分，是中枢神经和外周神经的通路，并且是低级的反射中枢，主管先天的、简单的反射活动，像脚被火烫就立即收回，膝跳反射。

由此可见，人的情绪主要是丘脑及周围神经结构形成的。这一部分统称为边缘系统。边缘系统是指高等脊椎动物中枢神经系统中由古皮层、旧皮层演化成的大脑组织以及和这些组织有密切联系的神经结构和核团的总称。

1937年J.W.帕佩茨提出，在组织学上从海马到乳头体，经丘脑前核、扣带回再返回海马构成了“边缘环路”，这个环路与协调情绪等高级功能有关。帕佩茨的理论引起了学者

们的重视，也推动了以后的研究工作。由于环路内的联系复杂，密切，P.D.麦克莱恩与1952年进一步提出“边缘系统”这个概念。

边缘系统所包括的大脑部位相当广泛，如梨状皮层、内嗅区、眶回、扣带回、胼胝体下回、海马回、脑岛、颞极、杏仁核群、隔区、视前区、下丘脑、海马以及乳头体都属于边缘系统。边缘系统的主要部分环绕大脑两半球内侧形成一个闭合的环，故此得名。边缘系统内部互相连接与神经系统其他部分也有广泛的联系。它参与感觉、内脏活动的调节并与情绪、行为、学习和记忆等心理活动密切相关。

边缘系统的功能主要有以下几方面：

调节内脏活动

刺激边缘系统的后眶回、扣带回、岛叶、颞极、梨状皮层、旁杏仁皮层、后海马皮层等部位，可以引起人及动物的呼吸、血管以及其他内脏反应。刺激下丘脑不同部分所引起的内脏反应最为明显，在出现竖毛、瞳孔扩大的同时，血压急剧升高，心率加快以及出现饮水、摄食、排尿、排粪、流涎和呕吐等反应。刺激眶回皮层，可引起血压下降,心率变慢。一般认为,边缘系统对于心血管活动的影响是通过下丘脑和脑干低级心血管反射活动中枢而实现的。此外，边缘系统还可以通过下丘脑－垂体系统的所谓神经体液途径，影响下丘

脑各种神经分泌，从而影响相应垂体激素的分泌，导致内脏功能活动的改变。实验证明，边缘系统中许多部位接受内脏传入神经发来的冲动，这种冲动对于边缘系统反馈性地调节内脏活动具有重要意义。近年来发现，边缘系统中有一些神经元本身即是某种极为敏感的感受器，例如下丘脑部分有感受温度变化的神经元和感受血液内葡萄糖浓度变化的神经元。这些神经元的活动对于调节体温变化、消化液的分泌量以及进食活动都具有十分重要的生理意义。

调节中枢神经系统内的感觉信息

在低等脊椎动物，大脑的海马结构能够接受各种感觉刺激的影响。在高等哺乳动物，躯体、听觉以及视觉等感觉冲动能够传入海马；刺激边缘系统的下丘脑前区、扣带回等部位可以使痛阈升高；刺激杏仁核群能够使丘脑内膝状体的听觉信息受到阻抑。

影响或产生情绪

损伤猴、猫、狗等动物的杏仁前核、海马、视交叉前区、穹窿、嗅结节及隔区，可使动物出现“假怒”反应或“愤怒的行为”。也有研究证明，如果只将扣带回损坏而不伤及大脑新皮层，常使动物的情绪反应减弱或不易出现。发怒的阈值升高，出现一种“社会性的淡漠”或是“失却恐惧”的症

状。这时，动物对于平常必须躲避的有害刺激，表现得无动于衷。

切除猫的杏仁核之后，出现与情绪反应有关的性功能亢进、性反应增强。切除猕猴的杏仁核，可使其行为在群居生活中由统治者的地位变为从属者的地位。临床研究表明，损伤边缘系统较为广泛的区域之后，病人极易发怒，在社交场合表现出强烈的情绪反应。这和利用动物所获得的实验结果也很相近。

曾有学者认为，调节“愤怒”情绪活动的主要神经结构位于下丘脑。切除动物丘脑而保存下丘脑，使动物出现“情绪呆板”，一触即怒，或是表现出挣扎、露爪、竖毛、瞳孔扩张、怒叫等明显的情绪反应。在脑内埋藏电极并刺激下丘脑的不同部位，可使动物出现攻击、发怒的行为和逃避或状如恐惧的行为。临床病例表明，双侧下丘脑腹内侧核受到肿瘤侵犯之后，病人经常出现攻击性行为。

研究证明，用电流刺激猫的边缘中脑区，会引起怒叫和攻击等情绪反应。位于滑车神经核平面的中脑外侧被盖区也被称之为怒叫中枢。神经解剖学的研究也证明，与情绪反应有关的下丘脑部分，有神经纤维发到边缘中脑区，因而刺激下丘脑所产生的种种反应，可能是通过边缘中脑区而起作用的。

研究者曾将电极埋在下丘脑以及边缘系统的其他部位，

而将控制刺激开关的开关安装在实验箱内，使动物能够自己操纵，进行“自我刺激”。结果发现，动物的这种自我刺激有时每小时竟达5000次之多，如果不加干预，它可能持续到出现衰竭。引起自我刺激最有效的区域为下丘脑后部，即乳头体前区，其次为中脑被盖部分、隔区、内侧前脑束等边缘系统部位。

虽然边缘系统中许多部位的活动都能影响或产生情绪反应，但就整个系统而言，则难以定出某种情绪反应活动的中枢代表区的严格位置。在大多数情况下，各种情绪代表区在边缘系统内部有广泛的重叠范围。

引起睡眠活动

边缘系统中的后眶回、副嗅皮层、视前区以及下丘脑前部是与睡眠活动有关的部位，这些部位曾被一些学者统称为基底前脑区。用电流刺激这一脑区，动物出现睡眠反应。在这一脑区以下水平作切割手术，可以消除大鼠的失眠。临床观察证明，由于脑外科手术损伤基底前脑区的病人，也同样出现严重的失眠症状。

参与学习和记忆活动

很早以前，临床病例即证明，病员隔区损伤之后，便难以用概性的言语表达事物特征。损伤杏仁核之后，病人的应变

能力减弱。海马与乳头体受到损伤，可以导致一种极为明显的记忆障碍，即过去经验保持的情况下，近期记忆丧失。自60年代关于边缘系统在学习和记忆中的作用有大量的动物实验研究的文献报道。损毁双侧海马之后，虽然能使动物建立操作式条件反射,和形成对不同图形的鉴别反射活动,但要求训练的次数大大增加。它们更难以建立以时间间隔作为条件刺激的反射活动，也无法培养条件性的延迟反射。已经具有延迟反射活动的动物，如果切除其海马，延迟反射也不易出现，但是仍旧保存其他条件反射。

海马受损之后，动物对周围环境中新异刺激的朝向反应增强。当新异刺激重复出现时，这种反应难以消退。这说明动物的“记忆”能力有损伤。但是对于已经建立的条件反射，在海马损毁之后并不消失，这说明海马不是保存过去经验痕迹的部位。很可能在学习过程中，各种刺激信息在海马留下暂时的痕迹，经过它的活动，刺激信息进入长时记忆。

从分子和细胞的水平，研究也证明海马结构参与记忆的形成。例如，实验证明，在学习过程中，动物的边缘系统中的一些部位核糖核酸的含量增高。利用放射自显影技术进一步证明，在鉴别亮度的条件反射活动过程中，海马的锥体细胞、扣带回神经元以及视区大脑皮层神经元内的尿嘧啶核苷酸明显增加，海马神经元的蛋白质合成率升高，细胞内核糖体数目也在训练过程中增加。神经组织学的研究证明，在学

习初期海马结构中突触的数量增加，突触后膜的致密度增大，乙酰胆碱的含量增高。这些变化都说明海马结构神经元的活动增强，这对短时记忆和长时记忆的形成可能都十分重要。

其中起主要用杏仁体杏仁体(amygdaloid body)大脑颞叶内

侧左右对称分布的两个形似杏仁的神经元聚集组织。杏仁体是基底核的一部分，位于侧脑室下角前端的上方，海马旁回沟的深面，与尾状核的末端相连。杏仁体是大脑边缘系统的皮质下中枢，有调节内脏活动和产生情绪的功能。杏仁体是人在进化中保留下来的和动物比较相近的结构，不属后来进化而成的人类比较发达的新皮层。国际脑科学界普遍认为，大脑杏仁体是恐惧记忆建立的神经中枢。杏仁体在人的各种情绪反应当中例如愤怒、焦躁、惊恐等充当了指挥所的角色

。

情绪是如何产生

人类大脑底部的一个杏仁体的脑结构，这是个专管恐惧感和不信任感的区域，人称为大脑中的恐惧中枢。每一次只要感到刺激逼近，这个区域便活跃起来，而且想制止也制止不住。

恐惧的表情

有研究显示这一组织对识别恐惧至关重要，然而科学家还发现相关证据证明它能帮助识别各种心理状态。你大脑里的恐惧终端之一杏仁体将在12毫秒内对不安刺激作出回应，这个速度是你眨眼速度的25倍。

恐惧的产生

恐惧的产生是一种完全无意识的状态，恐惧反应有两条传递的路径：低路径和高路径。低路径传递信息迅速而杂乱，高路径传递信息的时间稍长，但传送的信息更多、更准确。房门突然打开，门撞到门框上，你的大脑将这一感官数据发送到丘脑。这个时候，丘脑并不知道接收到的信号意味着危险还是安全，由于它可能是危险信号，所以丘脑把这一信息发

送给杏仁体。杏仁体收到信号，于是采取保护你的行动：通知视丘下部作出应对反应。如果后来证明真有有危险，这一反应将救你一命。

低路径更多地带有“本能”的色彩。比如，房门突然打开，你会本能地假定有盗贼闯入，或者是风把门吹开。而高路径更加理性，会考虑所有的选项：撞开门的是危险还是风？

你的眼睛和耳朵将门的声音和运动发送到丘脑。丘脑将这一信息发送到感觉皮层并在那里“破译”。感觉皮层认为，接收到的数据可能有一种以上的解读，于是，将可能的几个选项都发送到海马状突起。海马状突起会提出这样的问题：“我以前经历过这一特别的刺激吗？如果经历过，当时它意味着什么？还有没有其他线索帮我确定，撞开门的是危险还是风？”

海马状突起可能会利用从高路径传递过来的其他信息，比如室内外的其他声音，进行综合分析，从而认定门是被风吹开的。它会立即向杏仁体发出“没有危险”的信息。杏仁体再告诉视丘下部关闭“迎战还是安静”反应。

外界的刺激数据同时沿低路径和高路径传递，但高路径比低路径花费的时间更长，因此你总是首先产生恐惧，然后才能平静下来。

为产生“迎战还是逃避”反应，视丘下部激活交感神经系统和肾上腺皮层系统，利用神经路径和血液流动引发身体

的反应：身体各部运行速度加快，高度紧张，心跳加速，血压上升，释放出大约30种不同的激素，使身体做好应对威胁的准备。

身体做出这些反应，目的只有一个：帮你作出迎战或是安静的决定，从而摆脱危险。

恐惧的消退

神经影像学研究表明，即使大脑的其他部分正在考虑一些无关的事情，有时甚至连受试者都不认为他注意到了一个令人恐惧的物体的情况下，杏仁体依然在时刻警惕着灾难的来临。例如，一个带有情绪性表情的脸部照片在屏幕上短暂闪现后，立刻被一幅无表情的脸部照片所代替，受试者会说他仅仅看到一张面无表情的脸。但杏仁体觉察到了，在情绪性照片出现的时候杏仁体的活动增加，而在无表情的照片出现之后立刻恢复正常。

美国心理学和神经科学副教授伊丽莎白·费尔普斯领导的研究小组发现，杏仁体在恐惧认知和消除过程中起关键作用，而腹内侧额叶皮质层则对维持恐惧的消除过程有重要作用。研究人员在实验室模拟了恐惧的认知和消除程序。他们首先给受试者呈现两种颜色(蓝和黄)的信号，其中一种信号伴随有适度的电击。经过反复刺激，受试者逐渐获得了对电击有关的颜色信号的恐惧感。然后研究人员在呈现信号的时候逐渐降低电击的强度，以致最后完全停止电击。受验者对恐惧

的认知经过这个过程被消除掉。研究人员使用功能性磁共振技术对受试者的大脑进行了扫描，结果发现，杏仁体在恐惧的早期认知过程起重要作用。这是一项重要发现。因为，只有了解消除恐惧的机制，才可能人为地干预这个过程，利用药物或者其他方法缩短这个过程。如果一种药能作用于杏仁体，那么有可能对恐惧症有治疗作用。

恐惧消退是指随着环境的变化,通过学习抑制以前的习得性恐惧的调节能力.这一过程包括重复暴露于条件刺激（conditioned stimulus，CS）而不给予非条件刺激（unconditioned stimulus，US），CS引发恐惧反应的能力会逐渐降低.与一般观点不同的是，消退并不等同于遗忘，而是代表新的学习，即CS不再容易地预知US的出现。目前比较一致的观点认为，恐惧消退的神经生物学机制包括内侧前额叶皮质（medial prefrontal cortex，mPFC）对杏仁体恐惧反应的抑制性控制，海马协助mPFC调节杏仁体的功能。

恐惧是植根于人心底的一种复杂的情绪，适当的恐惧可以帮助人们趋利避害，保护自己免受伤害。但如果对常人不怕的事物感到恐惧，或者恐惧体验的强度和持续时间远远超出正常范围，则会给人们带来困扰，甚至出现恐惧症，严重影响正常的生活和工作。因此，摸清大脑认知恐惧和消除恐惧的机制，可以帮助那些被恐惧梦魇包围的人们重新回到阳光下。