《Human Brain Mapping》：The Emotional Experience of Time: Effects of Anxiety and Interoceptive Ability on Temporal Perception
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摘要
时间体验深受情绪和身体状态的影响。已知焦虑会扭曲时间知觉，但其潜在机制仍不清楚。本研究检验了内感受（interoception）是否将焦虑与时间变异性联系起来。30名参与者在改良的威胁性尖叫（Threat of Scream）范式中执行时间再现任务，同时
摘要
时间体验深受情绪和身体状态的影响。已知焦虑会扭曲时间知觉，但其潜在机制仍不清楚。本研究检验了内感受（interoception）是否将焦虑与时间变异性联系起来。30名参与者在改良的威胁性尖叫（Threat of Scream）范式中执行时间再现任务，同时接受功能性磁共振成像（fMRI）扫描。安全（Safe）与威胁（Threat）区块交替呈现，威胁区块中不可预测地传递令人厌恶的尖叫声。尖叫声可靠地提高了主观焦虑，并激活了突显网络（salience network）和边缘系统区域，包括杏仁核（amygdala）、海马（hippocampus）和脑岛（insula）。尽管存在这些情感和神经反应，威胁并未引起时间准确性的系统性变化。相反，内感受准确性较高的个体在焦虑升高时倾向于保持再现准确性，提示内感受对焦虑相关时间变异性具有贡献。在神经层面，与编码阶段相比，再现阶段增加了感觉运动和顶叶区域的活动，在安全情境下，脑岛、扣带回和纹状体-丘脑区域也参与其中。在威胁情境下，相同对比包含更为局限的感觉运动和顶叶区域集合，且尖叫声相对于非情绪性音调，稳健地招募了突显-边缘-颞叶网络。综上所述，这些发现表明，内感受准确性的个体差异可能调节焦虑与时间再现之间的关系，并刻画了计时任务中威胁的神经反应特征。
一、研究背景与问题
时间知觉是人类认知的基础能力，其完整性对日常行为协调、计划执行和环境适应至关重要。当时间感知发生紊乱时，个体可能经历事件脱节、任务组织困难及社交互动受损。精神疾病患者常表现出时间知觉异常，如抑郁症患者报告时间变慢，焦虑症患者则感觉时间加速。尽管情绪对时间体验的影响已被广泛认识，但经典时间知觉理论——如内部时钟理论和注意门控模型——未能充分解释情绪状态为何能强烈扭曲时间判断。近年来，具身认知框架提出，内感受信号（即对内脏器官状态的感知，如心跳信号）在时间知觉中发挥关键作用，脑岛及相关前额叶区域将上升的内脏节律整合为统一的时间感。然而，内感受对情绪-时间关系的调节方向尚不明确：一方面，高内感受准确性个体对情绪刺激表现出更强的自主神经和主观反应；另一方面，他们可能对情绪驱动的时间扭曲更具抵抗力。现有研究缺乏将焦虑操纵、客观内感受测量与神经影像学相结合的系统性检验，这构成了本研究开展的直接动因。
二、研究设计与核心发现
研究人员招募30名健康志愿者（15名女性，平均年龄21.75±4.28岁），在纽约大学阿布扎比分校完成实验。研究结合改良的威胁性尖叫范式与时间再现任务，在功能性磁共振成像扫描仪内进行。参与者完成12个区块，交替呈现6个威胁区块（红色侧边条，存在尖叫风险）和6个安全区块（绿色侧边条，无尖叫），每个区块内执行三种目标时距（4、9、14秒）的时间再现任务，并辅以四位数记忆任务以防止计时策略。威胁区块中，约10%的试次不可预测地呈现人类痛苦尖叫声。研究同时采集主观焦虑评分、特质焦虑问卷、内感受敏感性量表及心跳追踪任务测得的客观内感受准确性指标。
研究得出三项核心发现：第一，威胁操纵有效提高了主观焦虑水平，验证了范式的有效性；第二，威胁条件或主观焦虑本身未对时间再现准确性产生系统性影响；第三，主观焦虑与内感受准确性之间存在显著交互作用——内感受准确性较高的个体在焦虑升高时仍能保持再现准确性，而低内感受准确性个体则出现准确性下降。神经影像结果显示，尖叫声传递显著激活了杏仁核、脑岛、扣带回等突显-边缘网络区域，且再现相对于编码阶段在安全情境下招募了更广泛的感觉运动、顶叶、脑岛、扣带回及皮质-纹状体-丘脑区域，而在威胁情境下该对比局限于感觉运动和顶叶区域。
三、主要关键技术方法
研究采用的主要技术方法包括：行为预实验（45名参与者，19-23岁）以验证任务和威胁操纵并选择目标时距；状态-特质焦虑问卷（STAI）和多元内感受觉知评估量表（MAIA）用于评估特质焦虑和内感受敏感性；心跳追踪任务（Heartbeat Tracking Task）结合Polar H10胸带记录实际心跳以计算内感受准确性指数（IAcc）；改良的威胁性尖叫范式在磁共振环境中诱导预期性焦虑；时间再现任务采用1.2 kHz编码音和2 kHz再现音，通过按钮终止再现音；功能性磁共振成像采用西门子Prisma 3T扫描仪，TR=1000 ms，多频段因子6，2×2×2 mm3各向同性体素；数据处理使用fMRIPrep、AFNI和mrtrix3进行预处理和去噪；统计分析采用R语言lme4包进行线性混合效应模型（LMM），神经影像分析采用基于感兴趣区（ROI）的重复测量方差分析，以Destrieux图谱定义脑区。
四、研究结果
行为预实验结果：预实验确认威胁操纵有效，威胁区块主观焦虑显著高于安全区块（b=18.66, t(44)=6.54, p<0.001）。0.6秒时距的再现不可靠，因此fMRI任务仅采用秒级时距。预实验中主观焦虑与再现准确性呈负相关（b=-0.01, t(199)=-2.45, p=0.015），但该关系在0.6秒时距处反转。
操纵检验结果：主实验中威胁区块主观焦虑评分显著高于安全区块（b=9.38, t(29)=3.50, p=0.001），且该差异在12个区块中保持稳定，未出现习惯化效应。
时间再现任务结果：再现时距在9秒和14秒条件下显著长于4秒参考时距（9秒：b=3.28, t(34)=14.17, p<0.001；14秒：b=5.58, t(30)=14.24, p<0.001）。再现准确性指数在9秒（b=-0.05, t(33)=-2.69, p=0.011）和14秒（b=-0.14, t(31)=-5.77, p<0.001）条件下显著低于4秒。威胁条件对再现时距和准确性均无显著主效应或交互作用。
特质焦虑对主观焦虑的影响：威胁条件显著提高主观焦虑（b=8.79, t(26)=3.37, p=0.002），高特质焦虑个体报告更高的总体焦虑水平（b=10.70, t(26)=2.59, p=0.015），但两者间无显著交互作用。
内感受对主观焦虑的影响：威胁条件显著提高主观焦虑（b=8.11, t(26)=3.90, p<0.001），内感受准确性无显著主效应，但条件与内感受准确性存在显著交互作用（b=4.50, t(26)=2.15, p=0.041），表明高内感受准确性个体在威胁条件下焦虑增幅更大。内感受敏感性各分量表均无显著主效应或交互作用。
主观焦虑与内感受对再现准确性的影响：时距对再现准确性有显著主效应，但主观焦虑和内感受准确性均无显著主效应。关键发现为主观焦虑与内感受准确性的显著交互作用（b=0.014, t(1622)=2.86, p=0.004）：高内感受准确性个体在焦虑升高时保持再现准确性，低内感受准确性个体则出现准确性下降。敏感性分析显示该效应处于当前样本量可检测的临界水平（80%功效对应b=0.014）。内感受敏感性各分量表与焦虑的交互作用均未达显著。
基于ROI的全脑结果：安全与威胁条件下，编码和再现阶段均招募了感觉运动、听觉和突显网络区域，包括中央前回、颞横回、中扣带回和前脑岛。威胁条件下尖叫声传递额外激活了杏仁核、脑岛和扣带回等情感与突显回路区域。
ROI方差分析结果：音调呈现阶段（编码vs.再现）在听觉、感觉运动和突显处理相关区域存在显著主效应，包括顶内沟、缘上回、中央前/后回和中扣带回，以及前脑岛、额叶皮质、壳核和苍白球。未发现条件的显著主效应或条件与阶段的显著交互作用。安全条件下，再现相对于编码在感觉运动皮质、顶叶区域、脑岛、中-前扣带回及皮质-纹状体-丘脑核团中激活增强；威胁条件下，相同对比仅局限于感觉运动和顶叶区域。
尖叫相关对比结果：威胁条件下，尖叫相对于编码音在脑岛皮质、扣带回和顶下皮质、双侧杏仁核、海马、腹侧间脑、双侧颞上皮质、颞中回、额下回及眶额和额极区域激活增强。尖叫相对于再现音在前、后脑岛、扣带回皮质、双侧杏仁核、海马、腹侧间脑、双侧颞上和中颞皮质、额下回及眶额和额上区域激活增强。感觉运动和枕叶区域在尖叫传递时活动降低。
五、讨论与结论
研究结果表明，威胁性尖叫有效提高了主观焦虑并选择性激活突显-边缘回路，但未改变平均时间准确性。内感受准确性在焦虑与时间表现之间发挥调节作用：高内感受准确性个体在焦虑升高时保持再现准确性，同时主观焦虑反应更强，提示内感受准确性既增强威胁的主观体验，又缓解其对时间知觉的影响。神经层面，编码-再现对比揭示了皮质-纹状体和边缘系统对计时的贡献，威胁条件下再现-编码对比的局限化可能反映了威胁状态下处理资源向动作相关系统重新分配。研究局限性包括样本量较小（N=30）、部分参与者心跳追踪试次缺失、个体差异效应处于可检测临界水平、神经影像分析未纳入个体差异因素、参与者为低至中度特质焦虑的健康年轻人。未来研究应扩大样本多样性、结合生理测量与连接模型、系统操纵威胁可预测性和可控性，并通过正念、生物反馈等干预手段检验增强身体觉知是否改变焦虑-时间关系。
