《Cortex》：Neural and Behavioral Correlates of Proactive and Reactive Control in Major Depression: A Study with Functional Magnetic Resonance Imaging and Eye-tracking
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摘要：主动性控制(proactive control)描述在对即将到来的需求进行准备、预期的过程中发生的预备性加工过程，而反应性控制(reactive control)则是在目标受干扰后被延迟性、纠正性地调动起来以应对干扰。研究人员采用功能性磁共振成像(fMR
摘要：主动性控制(proactive control)描述在对即将到来的需求进行准备、预期的过程中发生的预备性加工过程，而反应性控制(reactive control)则是在目标受干扰后被延迟性、纠正性地调动起来以应对干扰。研究人员采用功能性磁共振成像(fMRI)考察了重性抑郁障碍(Major Depressive Disorder, MDD)中主动性控制与反应性控制的神经与行为相关性。50例MDD患者与50例健康对照完成了带试次水平中央线索的逆向扫视—正向扫视任务(antisaccade-prosaccade task)，线索提示即将出现任务要求(逆向或正向扫视)的概率，从而在线索期操纵主动性控制水平；外周刺激中包含试次具体任务指令，产生一致(concordant)或不一致(incongruent)试次以在扫视反应期检验反应性控制。扫视刺激为具不同效价(负性、正性、中性)表情的人脸，可进行区组水平情绪操纵。结果显示两组在线索期主动性控制所激活的额-顶-枕叶皮质及纹状体(含内侧额叶及辅助眼动区)无组间差异；反应期中不一致试次在额-扣带回、顶叶及颞叶皮质、丘脑及纹状体诱发更强激活，同样无组间差异。但MDD患者逆向扫视幅度更大且扫视峰速度更低。对已知参与逆向扫视非标准感觉运动转换的后顶叶皮层感兴趣区(exploratory region-of-interest, ROI)的探索性分析显示患者在反应期BOLD信号降低。刺激效价对各指标均无影响。综上，结果支持重叠的额-顶-纹状体网络共同介导主动性及反应性控制，并提示在此特定任务范式下，此类激活不受刺激诱发的情绪状态及临床相关情感障碍的影响。
《Cortex》刊载论文解读：重性抑郁障碍中主动性控制与反应性控制的神经与行为相关性研究
研究背景与立题依据
认知控制(cognitive control)包括抑制(inhibition)、定势切换(shifting)与更新(updating)，其缺损与重性抑郁障碍(Major Depressive Disorder, MDD)的残疾程度、残留症状严重度及复发风险密切相关。根据Braver(2012)提出的双重控制模型(Dual Mechanisms of Control model)，认知控制可分为主动性控制(proactive control，即预先维持目标表征以预防冲突发生)与反应性控制(reactive control，即冲突出现后临时调动认知资源予以解决)。既往研究表明负性情绪可能削弱主动性控制并使个体更依赖反应性控制，但MDD中这两类控制的神经机制尚不清楚。已有MDD认知控制的fMRI研究结果不一（背外侧前额叶(dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC)激活减低或代偿性增高），且迄今尚无研究用fMRI直接考察MDD中主动性控制与反应性控制的分离及其受情绪效价调节的情况。因此研究人员开展本预注册(preregistered)研究，采用改良提示性逆向扫视任务(cued antisaccade task)，结合fMRI与眼动追踪(eye-tracking)，旨在揭示MDD患者主动性与反应性控制的脑功能改变及面孔刺激情绪效价的调节作用。
主要关键技术方法
研究人员招募50例符合DSM-5诊断标准、处于当前抑郁发作的复发性或持续性MDD患者及50例匹配的健康对照(healthy controls, HC)，组间年龄、受教育年限等无差异。所有被试完成改良提示性逆向扫视—正向扫视任务(prosaccade：朝外周刺激看；antisaccade：朝刺激水平镜像位置看)：中央彩色比例线索(红多=70%概率需做antisaccade，绿多=30%概率需做antisaccade)在线索期(cue period)引导主动性控制准备；外周刺激框色(red/green)给出实际任务指令，据此划分一致(congruent)与不一致(incongruent)试次以在反应期(response period)操纵反应性控制；刺激为KDEF人面孔，按效价分负性/正性/中性进行区组(block)呈现。同步记录眼动(EyeLink 1000, 1000 Hz)获取错误率、潜伏期(latency)、扫视幅度(amplitude)、校正峰速度(adjusted peak velocity＝peak velocity/amplitude)。采用3T Siemens Magnetom Trio采集T2*-weighted BOLD-fMRI及T1-weighted结构像，SPM12进行预处理(头动校正、层间时间校正、配准、分割、标准化至MNI空间、8 mm FWHM平滑)及一级通用线性模型(general linear model, GLM)与二级柔性因子方差分析(flexible factorial ANOVA)，全脑结果取簇水平family-wise error (FWE)校正p<0.05(voxel p<0.001)。针对后顶叶皮层(posterior parietal cortex, PPC, MNI: [-30,-26,38]; [34,-28,38])做5 mm球型ROI探索性分析(MarsBaR提取参数估计)。
研究结果
3.1. Demographic and Clinical Results
两组人口学及智商(ICAR, MWT-B)无差异；患者组BDI-II、反刍量表(Rumination-Reflection Questionnaire, RRQ)、PANAS负性情感更高，PANAS正性情感更低。多数患者正接受门诊药物(SSRI/SNRI等)或心理治疗。SAM评定的刺激效价符合预期，患者对正性面孔效价评分低于对照。
3.2. Eye-tracking Results
错误率主效应：antisaccade高于prosaccade，不一致(incongruent)高于一致(congruent)；Condition×Congruency交互：不一致效应仅见于prosaccade，无组间差异。潜伏期主效应：antisaccade高于prosaccade，不一致高于一致；交互同上，无组间差异。扫视幅度(amplitude)：antisaccade高于prosaccade，患者组高于对照组，且Group×Condition交互显示患者仅在antisaccade幅度显著大于对照——即MDD患者antisaccade呈过冲(hypermetric)。校正峰速度(adjusted peak velocity)：antisaccade高于prosaccade，患者整体低于对照，无交互。刺激效价对所有眼动指标主效应及交互均无显著影响。
3.3. BOLD Results
Cue period：高antisaccade概率>低antisaccade概率对比激活左侧旁扣带回(paracingulate gyrus)、双侧内侧额上回(含额眼动区frontal eye fields, FEF/辅助眼动区supplementary eye fields, SEF)、右侧外侧枕叶/顶上小叶(superior parietal lobule)/缘上回(supramarginal gyrus, SMG)及右侧尾状核(caudate)/苍白球(pallidum)，无组间差异，无效价效应。
Response period：AS>PS对比激活双侧额上回、外侧枕叶/SMG、壳核(putamen)/尾状核/丘脑/岛叶(insula)；PS>AS激活枕极(occipital pole)、额上回、扣带回及额下回。Incon>Con对比激活额-扣带-岛叶、角回(angular gyrus)、颞中回(middle temporal gyrus)、楔前叶(precuneus)、丘脑/尾状核，反映反应性控制网络。Condition×Congruency交互由prosaccade的不一致效应强于antisaccade驱动。全脑无Group主效应或Group×条件交互，无效价效应。
3.4. ROI Analysis
后顶叶皮层(PPC)反应期：双侧PPC BOLD在对照高于患者(主效应Group显著)，antisaccade高于prosaccade(右PPC主效应Condition显著)，无Condition×Group交互——表明MDD患者在执行扫视任务时PPC激活普遍减低，可能与antisaccade幅度过冲的行为异常相关。线索期PPC无组间差异。
讨论与结论翻译
本研究首次用fMRI考察MDD中主动性与反应性控制的神经机制。行为及BOLD确认任务有效性——高antisaccade概率线索诱发额-顶-纹状体主动性准备网络，不一致试次诱发额-扣带-丘脑反应性控制网络，两组在这些网络上激活模式相当，提示在此任务中MDD患者主动性及反应性控制的大尺度网络激活相对保留，且不受理智化情绪效价调节。组间差异仅表现于行为指标(antisaccade幅度过冲、扫视峰速度降低)及PPC ROI(BOLD降低)，提示MDD可能存在感觉运动转换相关的后顶叶功能减低，表现为空间不精确的扫视执行，而方向抑制与反应时通过代偿维持正常。研究者认为这可能反映高功能就诊样本、接受心理治疗/药物及年轻发病等因素掩盖了部分认知控制缺损，或提示主动性/反应性控制本身未受损而较低阶的视空间-运动整合受损。结论：前-顶-纹状体网络共同支持主动性及反应性控制，在此特定antisaccade范式下此类激活不受刺激诱发情绪状态及重性抑郁障碍影响；MDD患者在保持方向错误率与反应时相当的同时，表现出antisaccade幅度过冲、扫视峰速度降低及后顶叶皮层BOLD信号减低，提示相对完整的认知控制适应伴随空间不精确及减慢的扫视反应。
