负性情绪价自然刺激下偏头痛相关的差异功能磁共振成像神经同步研究：探寻偏头痛神经机制新视角

《The Journal of Headache and Pain》：Differential fMRI neural synchrony associated with migraine during naturalistic stimuli with negative emotional valence

为探究偏头痛对复杂视听刺激同步神经处理的影响及刺激情绪唤醒和效价的作用，研究人员开展了功能性磁共振成像（fMRI）研究。结果显示，偏头痛组对负性高唤醒刺激的神经同步性更高。该研究有助于理解偏头痛神经机制。

　　偏头痛是一种常见的神经系统疾病，影响着约 12% 的普通人群，女性发病率高于男性。它以单侧中重度头痛、恶心、情绪变化和疲劳等为特征。偏头痛患者存在感觉刺激的感知增强和大脑处理改变，即普遍的皮层兴奋性增高（指皮层内抑制减少，导致神经元兴奋性增加，在偏头痛发作间期也存在），这使得他们对低水平刺激（如视觉、听觉刺激）和高水平刺激（如疼痛、情绪刺激）都更为敏感。

在视觉超敏方面，偏头痛患者对正常光线、闪烁灯光（如电脑屏幕）、强光（如阳光）和图案（如格子、消色差光栅）更敏感；听觉超敏方面，约 75% 的患者在发作间期对声音敏感，且相较于健康对照，他们对声音更敏感，光和听觉不适阈值更低。

此外，偏头痛患者的多感觉整合也发生了改变。多感觉整合是指通过对不同传入刺激模式的共同调制产生对环境的单一感知，它是日常生活体验的重要组成部分。研究发现，偏头痛患者与健康对照相比，多感觉整合存在差异，例如一种偏头痛症状（如视觉超敏）与其他症状（如听觉超敏、疼痛严重程度）的强度呈正相关；视觉、听觉和嗅觉刺激可触发偏头痛发作；一种感觉刺激会改变对其他感觉刺激的敏感性；视听整合在偏头痛患者中持续时间更长，且患者在运动辨别方面表现更差（运动辨别涉及对刺激随时间的整合）。

同时，刺激的情感特征也会影响多感觉处理。情感唤醒（指情感反应的强度）与多感觉处理有关，多感觉刺激比单感觉刺激能更强烈地引发情感唤醒，高水平的情感唤醒还可能改变感知，与注意力的增加有关。例如，正性情感价刺激可能增强多感觉整合，而负性情感价刺激则可能减缓或损害视听多感觉整合。

不过，目前关于偏头痛、视听多感觉整合和情感价 / 唤醒之间相互作用的精确机制仍未完全明确。以往研究多使用简单刺激，难以反映真实生活体验。而自然主义刺激（如视听电影、播客、虚拟现实等）丰富、多模态且动态，更能代表日常生活，能引发受试者内和受试者间高度可重复的大脑反应，还能调节情感价和唤醒，有助于探索与刺激高级情感内容相关的神经反应差异。因此，利用自然主义刺激研究偏头痛对神经处理的影响具有重要意义。

为深入探究这些问题，来自加拿大莱斯布里奇大学（University of Lethbridge）Ekstrand 神经影像实验室和阿尔伯塔大学（University of Alberta）Peter S. Allen MRI 研究中心的研究人员开展了一项研究。他们招募了 46 名参与者，其中 22 名偏头痛或可能偏头痛患者，21 名健康对照。参与者在功能磁共振成像扫描过程中被动观看三部不同情感唤醒和效价的短片，分别是负性情感价、高唤醒的恐怖短片 “Wicken”，正性情感价、高唤醒的喜剧短片 “One-Minute Time Machine”，以及中性情感价、低唤醒的教学短片 “How to Create an Effective Training Video”。

研究人员使用了以下关键技术方法：首先，通过 Mickleborough 偏头痛问卷评估参与者的偏头痛状态；其次，利用 3 - Tesla 西门子 Skyra Magnetom 扫描仪采集神经影像数据，包括 T1 加权磁化准备快速梯度回波序列获取高分辨率三维解剖图像，以及多波段 T2 * 敏感梯度回波单次激发平面回波成像（EPI）序列获取功能图像；再者，运用 fMRIPrep 21.0.1 对数据进行预处理，包括强度不均匀性校正、颅骨剥离、空间归一化等操作；然后，通过主体间相关性分析（ISC）计算参与者之间的神经同步性，它通过计算所有参与者对之间每个体素的成对相关系数，来测量共享内容，揭示跨受试者具有一致刺激诱发反应时间序列的体素；最后，使用线性混合效应模型（LME）确定与感兴趣对比相关的显著 ISC，该模型基于一般线性模型（GLM），能考虑数据的复杂协方差结构和个体差异。

研究结果如下：

1. 行为学结果：通过对修改后的差异情绪量表（Modified Differential Emotions Scale）的分析，发现高唤醒的影片比中性影片更能引起唤醒，且两部高唤醒影片之间在唤醒程度上无显著差异。各影片均能引发预期的情感反应，在负性情感价影片中，偏头痛组的负性情绪评分显著高于对照组，但在正性情感价影片和中性影片中，两组的情感反应无显著差异。此外，偏头痛组和对照组在贝克抑郁量表 - II（BDI）、感知压力量表（PSS）和积极与消极情感量表（PANAS - GEN）得分上也无显著差异。
2. LME 结果：在处理负性情感价、高唤醒影片时，偏头痛组在双侧后上颞回（pSTG）、双侧顶上小叶（SPL）和左侧额中回（MFG）的 ISC 显著高于健康对照组；而健康对照组在右侧楔前叶和右侧枕极的 ISC 显著高于偏头痛组。在处理正性情感价、高唤醒影片和中性情感价、低唤醒影片时，两组之间未发现显著差异。

研究结论和讨论部分表明，该研究发现偏头痛患者在处理负性情感价、高唤醒视听刺激时，在与视听多感觉整合相关的区域（如双侧 pSTG 和 SPL）表现出更高的神经同步性，这可能反映了偏头痛患者对负性情感信息的敏感性增加。行为学结果也验证了 fMRI 的发现，即偏头痛患者对负性情感价刺激更为敏感。此外，对照组在处理负性情感价视听刺激时，在左侧颞平面和右侧枕极的神经同步性更高，这可能反映了他们在早期处理阶段更为稳定和一致，但具体机制还需进一步研究。

该研究存在一定局限性，如影片的视觉和听觉特征未匹配，可能影响神经同步性，难以单独分离情感价和唤醒的作用；样本量较小，无法研究不同偏头痛亚型之间的神经同步性差异；未评估焦虑水平，也未收集参与者偏头痛周期阶段和药物使用信息。未来研究可针对这些不足进行改进。

总体而言，该研究揭示了偏头痛患者对负性情感价刺激的独特神经反应，强调了负性情感价而非高情感唤醒对偏头痛患者神经处理的影响，为理解偏头痛相关的感觉超敏机制提供了新的视角，对深入研究偏头痛的神经机制具有重要意义。