海马旁 - 腹内侧前额叶皮质功能耦合:解锁主观时间感知与延迟折扣关联的神经密码

《Scientific Reports》:Parahippocampal–ventromedial prefrontal cortex functional coupling mediates the association between subjective time perception and delay discounting

【字体: 时间:2025年03月25日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究主观时间感知(TP)与延迟折扣(DD)关系的神经机制,研究人员开展相关研究,发现特定脑区功能耦合起中介作用,有助于理解决策神经机制。

  在日常生活中,人们常常面临各种抉择,比如是选择当下就能享用的一块美味蛋糕,还是选择未来更健康的身材。这种在即时奖励和未来奖励之间的权衡,就涉及到了 “延迟折扣(DD)” 现象,即人们会随着奖励获取时间的延迟,而降低对该奖励价值的感知。而时间感知(TP),也就是人们对时间流逝的主观感受,在这个过程中起着关键作用。不同人对时间的感知差异很大,有时人们会觉得时间过得飞快,有时又觉得度日如年。并且,时间感知会受到多种因素影响,像正在进行的活动、所处的环境,甚至是语言的读写方向等。
以往研究表明,TP 能够改变个体的 DD,即影响人们对延迟奖励的价值判断。同时,参与 DD 和 TP 的大脑区域存在重叠,但对于二者关系的神经机制,科学界却知之甚少。为了填补这一空白,来自韩国加图立大学(Gachon University)的研究人员 Hyun Jung Han 和 Wi Hoon Jung 开展了一项极具意义的研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员采用了多种关键技术方法。首先,招募了 32 名健康的年轻成年人(最终 28 名纳入分析)参与实验。实验任务分为风景(TP 任务)和 DD 任务两个部分,且交替进行。在风景任务中,参与者观看向左或向右移动的风景视频,并在感觉 30 秒时间间隔结束时按下按钮;之后进行 DD 任务,参与者需要在固定的即时奖励(?10,000)和不同额度及延迟时间的更大奖励之间做出选择。实验前,参与者先进行了无风景视频的 TP 任务,其平均反应时间(RT)作为基线。研究利用 3T 扫描仪采集功能磁共振成像(fMRI)数据,使用 SPM12 软件对图像进行预处理和分析,运用种子点连接分析(SBC)和中介分析等方法,探究行为数据与神经活动之间的关系。

研究结果如下:

  • 行为学结果:通过配对样本 t 检验发现,观看向右移动风景视频(LtoR 条件,符合参与者母语阅读方向)时,TP 任务的 RT 显著快于基线,而观看向左移动风景视频(RtoL 条件)时与基线无显著差异。并且,LtoR 条件和基线相比,TP 任务 RT 差异与折扣率差异存在显著相关性,这表明在 LtoR 条件下,TP 的改变程度会影响后续的 DD,即 TP 变化越大,DD 越小,参与者越不容易冲动选择即时奖励。
  • 全脑分析结果:在风景任务块中,多个与视觉风景处理和时间处理相关的脑区被激活,如海马旁皮质、海马体、梭状回、舌回、中央前回、壳核和辅助运动区(SMA)等。其中,LtoR 条件下左顶下小叶激活程度高于 RtoL 条件,且该区域激活与 TP 任务 RT 呈负相关。在 DD 任务块中,多个脑区广泛激活,涵盖了已知的 DD 相关网络。左纹状体(包括尾状核和壳核)激活与折扣率呈正相关,意味着该区域神经活动越高,个体越冲动。
  • 种子点连接分析(SBC)结果:以左、右海马旁皮质和左顶下小叶为种子区域进行 SBC 分析,发现海马旁区域在风景任务块和 DD 任务块的神经活动时间序列高度相关,而左顶下小叶在两个任务块之间无显著相关性。进一步分析表明,LtoR 条件下,左海马旁种子区域与左腹内侧前额叶皮质(vmPFC)的功能连接(FC)和 TP 任务 RT 呈显著负相关,与双侧顶下小叶的 FC 和折扣率呈显著正相关。
  • 中介分析结果:中介分析显示,在 LtoR 条件下,左海马旁种子区域与左 vmPFC 的 FC 完全介导了 TP 任务 RT 和折扣率之间的关系。即观看向右移动风景视频时,个体内部定时器加快,海马旁 - vmPFC 的功能耦合增强,进而降低了冲动性。

在讨论部分,研究人员指出,该研究揭示了自然风景刺激对主观 TP 的调节作用,以及这种调节对 DD 的影响。从行为学角度看,观看风景会影响主观 TP,且 LtoR 条件下这种影响更为显著,这可能与参与者的阅读方向习惯有关。从神经层面来说,研究结果进一步明确了参与 TP 和 DD 的脑区,以及海马旁 - vmPFC 功能耦合在其中的中介作用,表明决策过程不仅仅依赖于价值评估(vmPFC),还涉及情境和基于记忆的处理(海马旁皮质)。

不过,该研究也存在一定局限性。样本均为年轻健康的大学生,可能限制了研究结果的普遍性;MRI 扫描环境中的噪音等因素可能影响实验结果;且基线数据在 MRI 扫描外测量,无法直接对比任务状态和基线状态下的神经机制变化。尽管如此,这项研究为理解主观 TP 和 DD 之间的关系提供了新的视角,有助于开发通过调节主观 TP 来改善冲动决策的干预措施,对心理健康和优化决策具有重要意义。它让我们更深入地了解大脑在面对时间和奖励决策时的运作机制,为未来相关领域的研究奠定了坚实基础。

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