《Molecular Psychiatry》：Computational mechanisms of learning and forgetting differentiate affective and substance use disorders
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本研究针对抑郁症和焦虑症等情感障碍(iADs)与物质使用障碍(iSUDs)在决策和学习机制上异同不明的现状，通过计算精神病学方法，结合三臂赌博机任务和主动推断模型，揭示了“遗忘率”（反映近因偏差）是两者的共同跨诊断特征，而“对负性结果的学-速率”和“反应时对不确定性的敏感性”则是区分两者的特异性指标，为理解两类疾病的认知机制差异及未来精准干预提供了新思路。
抑郁症和焦虑症是全球范围内最常见且致残性最高的精神障碍之一，它们不仅共病率高，还对患者的身体健康、社会功能和整体生活质量产生深远的负面影响。遗憾的是，现有的治疗方法效果有限，这促使研究人员迫切需要深入理解其背后的机制。近年来，计算精神病学这一新兴领域通过为个体选择行为背后的信息处理机制建立模型，在揭示这些机制方面发挥了重要作用。然而，一个关键问题仍未得到充分解答：在情感障碍和同样存在学习与决策缺陷的物质使用障碍中，这些计算机制是跨诊断共通的，还是具有诊断特异性，从而能够有效区分这两种疾病类型？厘清这一点，对于建立针对不同疾病的精确病理模型、指导未来治疗选择至关重要。
为了回答上述问题，研究人员开展了一项研究，比较了情感障碍个体、物质使用障碍个体与健康对照者在不确定性下的学习和决策机制。该研究发表于精神病学顶级期刊《Molecular Psychiatry》。研究人员采用了一个领域通用的决策任务——三臂赌博机任务，并结合计算建模（包括强化学习和主动推断模型）来量化不同组别的选择模式和反应时差异。研究发现，在模型衍生的指标中，“遗忘率”（反映对过去经验的信任度下降，即近因偏见）在两类患者组中均高于健康对照组，表现出跨诊断特性。而“对负性结果的学-速率”和“反应时对不确定性的敏感性”这两个指标，则能将情感障碍组与物质使用障碍组有效区分开来。具体而言，情感障碍个体对负性结果的学习速度更快，而物质使用障碍个体的反应时对决策不确定性的变化更不敏感。这些发现揭示了两类障碍背后既重叠又 distinct 的认知图谱，为未来开发更具针对性的干预措施提供了重要的计算行为学依据。
本研究主要应用了几个关键技术方法：首先是基于Tulsa 1000项目（一项大型自然主义纵向队列研究）的参与者样本，包括了情感障碍个体、物质使用障碍个体和健康对照者。其次，研究采用了经典的三臂赌博机决策任务来诱发和量化个体的探索-利用行为。核心在于，研究通过比较一系列强化学习模型和主动推断模型，利用变分拉普拉斯方法进行参数估计和贝叶斯模型比较，最终确定了包含初始决策噪声、针对收益和损失的不同学-速率、遗忘率及悲观主义等五个参数的最佳主动推断模型。此外，还使用了参数经验贝叶斯等统计方法进行稳健的组间比较。
研究结果
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模型验证：获胜的主动推断模型在所有三组个体中都得到了强有力的支持，且模型的五个参数均显示出良好的可恢复性，表明模型能够可靠地捕捉行为特征。
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计算参数的组间差异：
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遗忘率：贝叶斯和频率学分析均一致表明，与健康对照组相比，情感障碍组和物质使用障碍组都表现出更快的遗忘率，这意味着两类患者都更倾向于依赖近期经验，对环境的稳定性信任度较低，这被认为是一个跨诊断特征。
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学-速率（损失）：分析表明，物质使用障碍组对负性结果的学-速率显著慢于情感障碍组。这提示物质使用障碍个体在根据不良后果调整行为方面存在特定困难，而情感障碍个体则对负性结果更为敏感。此指标具有诊断特异性，能区分两类障碍。
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悲观主义与初始决策噪声：结果还提示情感障碍组比物质使用障碍组有更高的悲观主义倾向（更少的定向探索）。频率学分析还发现了物质使用障碍组有更高的初始决策噪声（更随机的探索）。
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反应时对不确定性的敏感性：研究发现，所有参与者的反应时都与模型衍生的“选择不确定性”和“已签名信念更新幅度”（Gerror）呈正相关。然而，物质使用障碍组的这种相关性显著弱于健康对照组和情感障碍组，表明他们的决策对不确定性更不敏感，这可能是冲动性决策的一个特征，进一步将物质使用障碍与情感障碍区分开来。
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维度分析与次要发现：对大量临床症状维度量表进行的潜因子分析提取了七个因子（如负性情感、正性情感、早期逆境等）。探索性分析发现，早期逆境因子与更快的负性结果学-速率存在关联，冲动性因子与更低的悲观主义（更多探索）相关，但这些发现未通过多重比较校正，需后续验证。此外，在情感障碍组内，伴与不伴共病焦虑的亚组之间计算参数差异微弱；在物质使用障碍组内，伴有情感障碍共病的亚组表现出对正性结果更慢的学-速率，可能反映了快感缺乏的成分。
结论与讨论
本研究通过计算建模方法，系统比较了情感障碍与物质使用障碍在学习和决策机制上的异同。主要结论指出，更快的遗忘率是两类障碍共有的跨诊断认知特征，反映了一种普遍存在的、对环境稳定性的信任缺失和近因偏见。而更慢的从负性结果中学习以及反应时对不确定性的敏感性降低，则是特异性地将物质使用障碍与情感障碍区分开来的指标。这些发现勾勒出两类障碍既重叠又 distinct 的认知轮廓。
其重要意义在于：首先，研究强调了超越传统模型、区分“学习”与“遗忘”这两种计算过程的价值。传统的强化学习模型中的高学-速率可能混合了本文模型所区分的“快速更新信念”（学-速率）和“快速丧失对旧信念的信心”（遗忘率）两种机制。这种区分具有潜在的临床启示，因为针对这两种机制的干预策略可能不同——例如，提高对物质使用负性后果的注意力可能针对学-速率，而通过认知行为疗法帮助建立对世界稳定性的预期则可能针对遗忘率。其次，研究发现模型衍生的指标能够揭示在模型无关的传统行为指标（如总赢次数、平均反应时）上无法发现的组间差异，凸显了计算精神病学方法在揭示隐性认知病理机制方面的独特优势。最后，该研究为未来探索这些计算机制在两类障碍中的因果作用、神经基础及其作为治疗反应预测生物标志物的潜力，奠定了重要的基础。当然，研究也存在一定局限性，如横断面设计无法确定因果方向、样本性别比例不平衡、仅使用单一任务等，这些都需要在未来通过纵向研究、实验性操纵和多任务验证来进一步探索和证实。总体而言，这项研究朝着理解情感障碍和物质使用障碍的共同与特异认知机制迈出了重要一步，为发展更精准的精神障碍计算病理模型和干预策略提供了新的思路。
