早期精神病中身体与认知努力支出预测因子的区分：一项关于强化环境、阴性症状和认知控制的研究

《Schizophrenia Research》：Differentiating predictors of physical and cognitive effort expenditure in early psychosis: A study of reinforcement environment, negative symptoms, and cognitive control

　　

摘要

与对照组相比，精神分裂症患者在获得更高回报的情况下仍表现出体力与认知努力投入的减少。阴性症状、认知控制缺陷以及功能损害均与努力投入减少有关，提示受损的认知-奖励系统驱动了患者的结果。然而，在早期精神病（EP）中，决定投入不同类型的努力的模式及其预测因素仍缺乏充分研究。本研究考察了34名早期精神病门诊患者努力投入的预测因素。我们使用广义估计方程评估了以下因素作为努力投入决策的预测因子：(1) 强化环境的变化（奖励、概率、期望值），以及(2) 患者特征（表达性和动机/愉悦症状、认知控制）。评估工具包括努力投入奖励任务（体力）、我们团队改编的平行认知努力任务、AX-持续操作测试，以及临床症状访谈（如简明阴性症状量表）。患者基于对奖励和概率的整合评估来调节体力努力投入。认知控制，以主动维持目标相关信息和资源来衡量，预测了体力努力投入，但仅在表达性症状严重程度较低时如此。相反，患者在认知努力任务中表现出无效的努力调节和风险厌恶的概率评估。到早期精神病阶段，患者已展现出保守的认知努力投入，尽管能力完好却忽视了高价值奖励。我们的发现表明，在早期精神病中，阴性症状和认知控制对努力决策的直接影响力极小。这表明早期阶段的疾病负担可能不如慢性精神病性疾病那么严重，可能导致不同的努力投入机制路径。

引言

阴性症状是慢性精神病性疾病（Fenton and McGlashan, 1991; Gard et al., 2007; Green et al., 2012; Herbener et al., 2005; Rassovsky et al., 2011）和早期精神病（Chang et al., 2016; Fervaha et al., 2015b）患者功能恢复的限速因素。在过去十年中，像努力投入奖励任务（EEfRT）这样的转化测量工具阐明了这些症状背后的生物行为过程——具体包括努力计算、奖励估值和成本-收益分析（Treadway et al., 2009）。在EEfRT范式下，精神分裂症患者（Barch et al., 2014; Cooper et al., 2019; Fervaha et al., 2013b; Horan et al., 2015; Huang et al., 2016; McCarthy et al., 2016; Reddy et al., 2015; Treadway et al., 2015; Whitton et al., 2020）和早期精神病（Chang et al., 2019）患者选择的高努力任务数量少于健康对照组，以换取更高回报。避免高努力任务的决策往往与阴性症状严重程度的增加有关（Barch et al., 2014; Chang et al., 2019; Cooper et al., 2019; Fervaha et al., 2013b; Horan et al., 2015; Reddy et al., 2015），尽管结果不一致（Cathomas et al., 2021; Fervaha et al., 2015a; Huang et al., 2016; McCarthy et al., 2016）。这些功能障碍性的基于努力的决策过程可能部分反映了精神病疾病过程中特征性的动机系统受损，并且在首次精神病发作时即可能已存在。

尽管影响显著，针对阴性症状神经生物学基础的药物干预却收效有限（Bobes et al., 2009; Fusar-Poli et al., 2015）。重要的理论空白仍然存在，尤其是关于所研究的努力类型。虽然大多数EEfRT研究侧重于体力努力，但日常生活经常需要认知努力（如规划、安排日程）。体力和认知努力涉及重叠但不同的神经生物学基础（Chong et al., 2017）。在重度抑郁症中，一个受缺乏动机症状影响的精神病学群体，这些构念预测不同的结果：体力努力与快感缺失有关，而认知努力与功能损害有关（Tran et al., 2021）。因此，尽管体力和认知努力范式是行为构念而非临床测量工具，同时考察它们有助于我们理解努力投入如何影响精神病性疾病中阴性症状的表现。

EEfRT范式允许评估努力减少的三种潜在机制。第一，"对奖励的敏感性减弱"表现为奖励幅度未能激励高努力选择。第二，"改变的概率评估"模式表现为过度强调获得回报的概率，在感知能量资源有限时通常表现为风险厌恶（Kool and Botvinick, 2014）。第三，"无效的努力调节"表现为整合奖励和概率信息（期望值）以指导决策的困难。在慢性精神分裂症中，证据表明成本和收益的感知与整合均存在障碍（Huang et al., 2016; McCarthy et al., 2016; Treadway et al., 2015; Whitton et al., 2020）。然而，早期精神病方面的数据仍然稀少。Chang等人（2019）发现早期精神病患者在体力努力任务中表现出相对完好的奖励和概率敏感性，但该研究未正式评估努力调节能力。相反，在认知努力折现范式（Westbrook et al., 2013）中，早期精神病患者在努力需求上升时逐渐贬低或更不在意奖励，尤其在动机和愉悦症状更严重的患者中更为明显（Chang et al., 2020）。

除了任务参数外，患者特征如认知控制能力被认为在精神分裂症努力投入减少中起关键作用。假设精神分裂症患者可能因主动认知控制受损或无法在心理层面表征和维持任务相关的强化信息，而难以调节努力以追求目标导向活动（Barch et al., 2023; Barch and Dowd, 2010; Culbreth et al., 2018; Kring and Barch, 2014）。认知控制神经基础的失调多巴胺信号传递可导致对相关强化信息的反应低下，从而阻碍目标导向行为（Fervaha et al., 2013a）。由于早期精神病患者在认知控制脑区的激活随阴性症状严重程度而减少（Vanes et al., 2019），主动控制在早期精神病中值得进一步研究，作为一种可能影响努力投入意愿的可调节特征。

本研究在早期精神病门诊样本中，使用体力EEfRT和我们新开发的结构平行认知努力范式（Tran et al., 2021）评估努力投入。主要目的是区分任务成本-收益结构的哪一方面驱动了体力与认知努力的投入决策。次要目的考察认知控制和阴性症状维度作为努力调节的预测因素。我们假设在任务层面，反应模式因努力类型而异。早期精神病患者在体力EEfRT中保留一定的奖励和概率敏感性，但在我们的认知版EEfRT中表现出"奖励敏感性减弱"和"改变的概率评估"（风险厌恶）。我们假设认知控制会调节阴性症状与努力之间的关系。对于阴性症状严重程度较低的患者，较高的认知控制将预测更大的努力投入；然而，预期在阴性症状严重程度较高的患者中，这种关系在两个努力领域均不存在。

章节摘要

参与者

从安大略省东南部的"警觉！"早期精神病干预项目中招募了36名16至35岁的患者。这些患者因过去五年内的首次精神病发作而被转介至该项目。诊断由研究团队通过查阅精神科医生进行的标准入组评估或迷你国际神经精神病访谈第7版（Sheehan, 1998）予以确认。患者仅在其表现出时才会被纳入研究

努力任务的心理测量学特性

心理测量学分析证实两项任务均显示出良好的构念效度，易难努力操纵有效，且选择投入努力的频率相当（所有结果见补充材料）。

困难试验选择的前兆因子

独立测试了四个广义估计方程模型，以比较体力和认知努力任务中困难试验选择的前兆因子。模型1检验任务环境的奖励属性是否差异化地预测患者选择增加

讨论

本研究旨在表征预测早期精神病中认知和体力努力投入决策的任务和患者特征。体力与认知努力投入的结构平行表现性测量在本样本中似乎具有良好的效度，并允许在两种努力任务之间比较前兆因子。总体而言，结果支持了主要假设。第一，根据所要求的努力类型，患者对不同的奖励

CRediT作者贡献声明

Tanya Tran： 写作 – 审阅与编辑，写作 – 原稿撰写，可视化，验证，方法论，调查研究，正式分析，数据整理，概念化。Stephanie M. Woolridge： 写作 – 审阅与编辑，数据整理。Kenzie Bender： 写作 – 审阅与编辑，数据整理。Susan Tang： 写作 – 审阅与编辑，项目管理，数据整理。Christopher R. Bowie： 写作 – 审阅与编辑，监督，资源，方法论，资金获取。

资金来源的角色

本研究部分由Healthy Minds Canada/Sun Life Mutual/Pfizer Canada Award授予C.R.B.的资助、加拿大卫生研究学会授予C.R.B.的资助，以及女王大学参议院研究咨询委员会授予C.R.B.的资助支持。

利益冲突声明

以下事实可能被视为潜在的利益冲突以及对本研究的重大财务贡献：C.R.B.曾担任Boehringer Ingelheim、Pfizer和Lundbeck的顾问。他从Pfizer、Takeda和Lundbeck获得研究资助。他从Scientific Brain Training Pro获得实物研究账户。

致谢

作者感谢为参与本研究付出时间的参与者，以及"警觉"早期精神病诊所中促进临床研究转介的工作人员。

Tanya Tran|Stephanie M. Woolridge|Kenzie Bender|Susan Tang|Christopher R. Bowie