双相障碍中受损的视觉空间工作记忆与完好的注意控制：一项针对编码阶段认知机制的研究

《Psychological Medicine》：Impaired visuospatial working memory but preserved attentional control in bipolar disorder

本研究针对双相障碍（BD）患者工作记忆（WM）损伤的认知机制，通过视觉空间变化检测任务，系统评估了63名缓解期BD患者与76名健康对照在视觉工作记忆（VWM）编码过程中自上而下（top-down）和自下而上（bottom-up）注意控制的交互作用。研究发现，尽管BD患者在所有任务条件下VWM存储信息量均显著降低（Cowan's K=1.05 vs. 1.25），但其利用预测性线索（cue）进行目标优先选择的能力以及对闪烁刺激的显著性（salience）处理模式与健康对照无显著差异。结果表明，BD的VWM缺陷可能源于编码后期阶段（如巩固过程）的损伤，而非注意控制机制的普遍受损，为针对性的认知干预提供了重要靶点。

　　

在精神健康领域，双相障碍（Bipolar Disorder, BD）是一种复杂且慢性的精神疾病，其特征为情绪在躁狂和抑郁两极间波动。尽管情绪症状是BD最显著的表现，但越来越多的研究表明，认知功能障碍同样是该疾病的核心特征之一，甚至在情绪稳定的缓解期（euthymic phase）也持续存在。这种认知损害广泛影响患者的日常生活质量、社会功能及职业能力，是预测疾病复发和长期预后的关键指标。在众多认知域中，工作记忆（Working Memory, WM）——即临时存储和处理信息的能力——的损伤被公认为BD中最一致且突出的认知缺陷。然而，导致WM功能障碍的具体认知机制尚未明确，这阻碍了有效促认知干预措施的发展。

以往研究提示，WM编码过程（即信息最初被存入WM的阶段）在BD中存在异常。同时，注意（attention）作为另一个核心认知域，与WM功能紧密交织。成功的WM编码依赖于注意系统有效地从环境中选择相关信息并过滤无关信息。根据经典认知理论，注意控制主要包括两种机制：一是由刺激物理特性（如亮度、运动）驱动的、快速的“自下而上”（bottom-up）注意；二是由个体目标、期望引导的、需要认知努力的“自上而下”（top-down）注意。两者在WM编码过程中的相互作用，决定了哪些信息能够被成功表征并存储。那么，一个关键的科学问题是：BD患者的WM缺陷，在多大程度上是由这些基本的注意控制过程受损所导致的？还是说，注意控制功能相对保留，而WM系统本身的其他环节（如信息巩固、维持或提取）出现了问题？厘清这一点，对于构建精确的BD认知模型和开发靶向干预策略至关重要。

为了回答这一问题，一项发表在《Psychological Medicine》上的研究进行了深入的探索。该研究团队设计了一项精巧的视觉空间变化检测任务（visuospatial change-detection task），旨在将WM编码过程与注意控制分离开来进行考察。

研究人员招募了63名处于缓解期的双相障碍患者（People with Bipolar Disorder, PBD）和76名人口学资料匹配的健康对照（Healthy Control Subjects, HCS）。所有参与者完成了一项核心实验任务。该任务的每个试次中，屏幕上会短暂呈现四个不同朝向的Gabor斑块（一种常用于视觉研究的纹理刺激）。

研究采用视觉空间变化检测任务，通过操纵Gabor斑块的闪烁（flickering）属性来调控刺激显著性（自下而上注意），并通过在刺激呈现前呈现预测性或非预测性空间线索来调控目标导向的注意（自上而下注意）。任务包含四种条件组合，要求被试记忆指定类型的刺激（目标）。在80%的试次中，记忆项中的目标刺激被探测（目标试次），在20%的试次中，非目标刺激被探测（捕获试次），以评估注意优先化的效率。主要因变量为Cowan‘s K值，用于量化视觉工作记忆（VWM）中存储的信息量。数据分析采用线性混合模型（Linear Mixed Model, LMM）来检验组别、显著性、线索及其交互作用的主效应，并辅以贝叶斯因子分析验证结果的稳健性。此外，研究还通过一个独立的视觉变化检测任务估计了被试的VWM容量（Pashler‘s K），以探讨其与注意优先化的关系。

研究结果

1. VWM存储信息的整体缺陷

数据分析显示，存在显著的组别主效应。 across所有四种实验条件，PBD组存储在VWM中的信息量（平均Cowan's K = 1.05）显著低于HCS组（平均Cowan's K = 1.25）。这证实了在缓解期BD患者中，存在稳定的VWM容量减少。这种缺陷与患者当前的躁狂（YMRS）或抑郁（MADRS）症状严重程度无显著相关，表明它是BD的一种特质性认知特征，而非状态依赖性的波动。

2. 完好的自下而上注意处理

研究发现了显著的显著性（salience）主效应，即闪烁的刺激相对于不闪烁的刺激，在记忆任务中普遍具有优势。然而，组别与显著性的交互作用不显著。这意味着，无论是PBD患者还是HCS，他们受到刺激显著性影响的方式是相似的。BD患者并未表现出对显著性刺激过度敏感或反应不足的异常模式，提示其自下而上注意导向机制基本完好。

3. 完好的自上而下注意控制

同样，研究发现了显著的线索（cue）主效应，即预测性线索（能准确指示目标位置）比非预测性线索更能帮助被试提高对目标刺激的记忆成绩。关键的组别与线索的交互作用同样不显著。这表明，PBD患者能够像健康人一样，有效地利用外部的、预测性的空间线索来引导注意，优先处理目标位置的信息，即他们的自上而下注意控制能力在本次实验设置下是完好的。

4. 注意优先化效率无组间差异

通过比较目标试次和捕获试次（探测非目标刺激）的记忆成绩，研究者计算了“注意优先化”的效率，即成功偏向目标而抑制分心物的程度。分析发现，两组被试在注意优先化效率上没有显著差异。PBD患者并未比HCS记忆更多的无关分心物信息。这进一步支持了其注意选择控制功能相对保留的结论。

结论与意义

本研究通过精细的认知实验范式，揭示了缓解期双相障碍患者认知功能的一个有趣模式：一方面，他们确实存在明确的视觉工作记忆容量下降；但另一方面，支撑工作记忆编码的两个关键注意过程——由刺激物理属性驱动的自下而上注意和由目标、线索引导的自上而下注意——却表现出相对的完整性。

这一发现具有重要的理论和临床意义。在理论层面，它帮助细化了关于BD认知缺陷的神经心理模型。结果表明，BD的WM障碍可能并非源于早期的注意选择机制失灵，而更可能与WM编码的后期阶段有关，例如将已选择的信息稳定地巩固（consolidation）入WM存储系统，或者与WM的维持（maintenance）、提取（retrieval）过程相关的神经计算出现异常。这将未来机制研究的焦点引向了这些特定的认知成分。同时，本研究结果与在精神分裂症患者中使用同一范式的研究结果形成了对比，后者发现了显著的注意控制缺陷，这支持了双相障碍与精神分裂症在认知损害谱系上存在差异的观点，尽管两者同属精神障碍的“神经发育连续谱”概念框架。

在临床转化层面，识别出“保留的岛屿”（islands of preserved functioning）与识别缺陷同样重要。本研究表明，缓解期BD患者保留了一定的利用外部线索优化认知表现的能力。这为认知康复训练提供了潜在的杠杆。未来的认知干预策略或许可以侧重于利用这些完好的认知功能（如完好的注意控制）作为补偿性策略，来间接改善或代偿受损的WM巩固过程，从而设计出更具针对性和有效的促认知治疗方案。

总之，这项研究通过认知神经科学的精密工具，为理解双相障碍核心认知缺陷的微观机制提供了新的、更清晰的视角，强调了在看似整体的认知损伤之下，可能存在特异性的功能分离，这为迈向精准的认知干预奠定了坚实的基础。