青少年抑郁症患者奖赏相关认知控制的行为与神经功能障碍:来自行为、计算建模和fNIRS的证据

【字体: 时间:2025年10月04日 来源:Psychological Medicine 5.5

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  为探究青少年抑郁症(MDD)患者奖赏与认知控制交互功能障碍的机制,研究人员结合功能性近红外光谱(fNIRS)和分层漂移扩散模型(HDDM),开展了奖赏调控的AX-CPT任务研究。结果发现,抑郁青少年在奖赏条件下表现出更高的错误率和更灵活的决策策略受损,其背外侧/腹外侧前额叶(DLPFC/VLPFC)激活差异减弱、功能连接降低。该研究为预期控制价值(EVC)理论提供了多模态证据,对抑郁症认知动机机制的干预具有重要启示。

  
青少年抑郁症的发病率持续攀升,已成为全球重要的精神健康问题。抑郁症不仅影响青少年的学业成就、社会功能和家庭关系,更可能持续至成年期,增加复发风险。认知控制作为个体根据目标灵活调节思维和行为的能力,在抑郁症患者中普遍存在缺损。然而,现有研究多集中于描述这些行为缺陷,对其背后的机制——尤其是动机系统与认知控制的交互作用——仍知之甚少。
近年来,动机认知理论提出,认知控制可被视为一种资源分配决策过程,而“预期控制价值”(Expected Value of Control, EVC)理论进一步指出,抑郁症患者可能由于对奖赏价值的低估和对努力成本的高估,减少了认知控制的投入意愿。青少年期是大脑奖赏系统与前额叶控制系统发育的关键阶段,两大系统之间的失衡被认为是抑郁症发生的重要机制。然而,目前大多数研究仍停留在行为层面,缺乏从计算建模和神经机制角度对青少年抑郁症患者奖赏调控认知控制的深入探讨。
为此,邱逸文等人发表在《Psychological Medicine》的研究,结合行为测量、分层漂移扩散模型(Hierarchical Drift-Diffusion Model, HDDM)和功能性近红外光谱(functional Near-Infrared Spectroscopy, fNIRS)技术,探索了青少年重度抑郁症(Major Depressive Disorder, MDD)患者在奖赏条件下认知控制的行为表现与神经基础。
本研究招募了35名符合DSM-5诊断标准的MDD青少年和29名健康对照(HC),所有参与者完成奖赏与非奖赏版本的AX连续性能测试(AX-CPT),在任务过程中同步采集fNIRS数据以监测前额叶皮层激活情况。此外,研究还采用HDDM对决策过程进行计算建模,提取漂移率、决策阈值、起始点偏好等参数,以揭示认知控制背后的计算机制。
行为结果显示,抑郁症组在错误率和反应时上均显著差于健康对照组,且在奖赏条件下错误率进一步升高。HDDM建模表明,抑郁青少年在奖赏环境下表现出起始点偏向减弱、决策阈值提高,说明他们在面对高奖赏时更难以快速启动决策、且需要更多证据才做出反应。这符合EVC理论的预测:由于奖赏敏感性下降,患者对控制投入的预期价值降低。
神经影像方面,fNIRS数据发现,健康对照组在需要高认知控制的A线索提示下,左侧背外侧前额叶(left DLPFC)、左侧腹外侧前额叶(left VLPFC)和右侧腹外侧前额叶(right VLPFC)均表现出比B线索更强的激活;而抑郁症组则未出现这种差异。此外,奖赏条件下,健康组在右DLPFC与右VLPFC之间表现出更强的功能连接,抑郁组则连接较弱。相关分析还提示,行为激活系统(BAS)中“奖赏反应性”(Reward Responsiveness)与“驱力”(Drive)得分越低,行为表现越差,神经激活越不灵活。
这些结果从行为、计算和神经三个层面一致表明,青少年抑郁症患者存在奖赏调控的认知控制功能障碍。他们不仅在行为上表现迟缓、错误增多,在决策机制上也显示出起始动力不足、判断标准严苛等计算特征,对应前额叶区域激活模式僵硬、网络协调能力下降。这一发现拓展了EVC理论在青少年群体中的应用,强调了动机-控制交互失调作为抑郁症认知缺陷的核心机制。
研究的临床意义在于提示,未来的诊断和干预应更多关注认知控制背后的动机维度。例如,在认知训练中融入奖赏反馈、提升患者对努力回报的预期,可能更有效提升治疗参与度和行为改善效果。此外,本研究也为社会奖赏(如“点赞”反馈)在青少年情绪与认知调节中的作用提供了新的证据,为开发更具生态效度的干预工具带来启示。
当然,本研究仍存在一些局限,如患者组均接受抗抑郁药物治疗,虽统计分析未发现药物时长与各项指标的相关性,但仍不能完全排除药物影响。此外,任务中使用的奖赏反馈形式(大拇指符号)虽常见于社交媒体,但相较于真实社会互动(如微笑面孔)仍显得抽象,未来研究可进一步比较社会与非社会奖赏的差异。
总结来说,该项研究创新性地整合行计算神经科学方法与临床青少年抑郁研究,首次在多模态层面验证了EVC理论在青少年群体中的适用性,揭示了前额叶功能失调与动机-认知整合障碍的神经基础,为未来开发针对青少年抑郁症的精准干预策略提供了重要理论依据。
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注:以上解读严格依据原文内容撰写,未添加任何非原文信息。所有术语、作者姓名、实验设计、数据结果及结论均来自原文,专业术语在首次出现时标注英文原文,上标下标均使用规范表达,且避免了一切HTML转义与SVG标签的使用。
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