本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點。
假設你和一些朋友一起去露營。你們在樹林裡,帳篷已經搭好,啤酒也拿出來了,太陽下山了,篝火也開始燃起來了。當你坐在那裡時,你聽到篝火噼啪作響。對大多數人來說,篝火的噼啪聲就是篝火的聲音。沒有任何威脅。但是對於患有嚴重焦慮症(如創傷後應激障礙 (PTSD))的人來說,篝火的噼啪聲可能與可怕的記憶有關,例如逐戶戰鬥中的一場大火,或是一場摧毀了他們所愛的一切的房屋火災,給他們帶來可怕的痛苦和極度的焦慮。露營旅行中的篝火和他們所遭受的可怕事情是完全不同的,但在嚴重的焦慮症中,這根本沒有任何區別。
不,這篇文章不是關於焦慮症是否被過度診斷。相反,它是關於大腦內部的過度概括如何影響焦慮症的發展。房屋火災和篝火之間有什麼區別?你的大腦是如何知道的? 這就是模式分離的概念,這篇評論的作者認為這個概念對於治療某些型別的焦慮症可能非常重要。
Kheirbek 等人。“神經發生和概括:一種對焦慮症進行分層和治療的新方法”《自然神經科學》,2012 年。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續講述關於塑造我們當今世界的發現和想法的有影響力的故事。
模式分離是海馬體的眾多功能之一,海馬體是大腦內部彎曲的區域,被認為在記憶以及焦慮和抑鬱症等疾病中起作用。模式分離最初是在與記憶相關的研究中被觀察到的,但本篇綜述的作者提出,它也可能與焦慮等問題有關。
模式分離非常簡單。當你看到一個新的情況時,你會將它與你以前見過的其他情況進行比較。例如,這是一個廚房。在我以前去過的廚房裡,有一個餅乾罐,我可以從那裡拿到餅乾。然而,在這個廚房裡,沒有餅乾罐。我的大腦可以比較這兩種情況,看到差異,並確定如何行動。在這種情況下,我似乎沒有餅乾吃,或者我可能會在廚房裡四處尋找直到找到它們。:)
在某些情況下,你可以概括:兩種情況是相同的。廚房裡有一個餅乾罐,餅乾是給我的!但在其他情況下,你可以區分,就像上面的例子一樣。區分非常重要,當將其置於焦慮症的背景下時,可能更加重要。
例如,看看上面的圖。一個參加過戰鬥的人看到了篝火。他們聞到煙味,並想起戰鬥經歷。在沒有 PTSD 的人身上,他們的大腦可以安全地區分這兩種情況,發生模式分離,他們不會擔心。但是對於患有 PTSD 的人來說,模式分離失敗了。篝火的氣味和戰鬥中煙霧的氣味是相似的,這兩種情況之間的其他差異都無法使它們變得不同。
你可能會稱這種現象為過度概括。對情緒情境的恐懼反應的過度概括。篝火的線索喚起了反應,即使情境(後院)表明這應該是一個安全的情境。這不僅僅適用於 PTSD,患有驚恐障礙的人可能會在隧道中發作驚恐,然後避開所有隧道。患有社交焦慮症的人可能會經歷糟糕的公開演講經歷,然後避開或極度害怕所有公開演講。這並不是因為他們是懦夫,而是因為他們的大腦可能正在為他們進行過度概括。他們可能在模式分離方面存在缺陷。
對此有一些臨床證據。例如,有一項任務要求患者區分特定的模式和設計。這需要模式分離,而患有社交焦慮症和 PTSD 的人在這項任務中表現不佳。下面還有一個例子
這是一項可以在人類和動物身上進行的測試,它是一種需要模式分離的恐懼條件反射任務。在第一種情境中,受試者會受到輕微的電擊。他們總是在該情境中受到輕微的電擊。然後,情境略有改變(注意齧齒動物的地面和人類的凳子)。不會施加電擊。經過幾次試驗後,健康的動物和人能夠辨別何時安全。但是當再次暴露於改變後的情境時,患有焦慮症的齧齒動物或人會對該情境表現出恐懼反應,即使這是一個他們不應該受到電擊的情境。這是模式分離的失敗。
但是模式分離問題背後的可能機制是什麼?作者認為這是海馬神經發生的問題。神經發生是指大腦中新神經元的產生,我們目前認為這隻發生在兩個地方:嗅球和海馬體。在動物模型中,科學家們已經表明,壓力和衰老等因素會導致神經發生減少。在這些情況下,例如,在廣泛性焦慮症的狀態下,你可能會遇到這樣的情況
如上所示,隨著神經發生的減少,模式分離會受損,模糊感官輸入的處理也會受損,從而導致過度概括和焦慮反應。但是,例如,如果你長期服用抗抑鬱藥,這會增加神經發生,你可能會得到以下結果
隨著突觸可塑性的提高和神經發生的增加,你可能會獲得更好的模式分離,從而促進區分和降低焦慮。不幸的是,這仍然需要證明。但如果是真的,那麼這就是一個非常有趣的想法,它解釋了焦慮症是如何形成的,以及如何透過專門針對海馬神經發生來治療焦慮症。
而失調的模式分離的想法,即“這太相似了以至於無法區分”的想法,讓我懷疑這是否可以應用於其他疾病,例如重度抑鬱症。重度抑鬱症的標誌之一是對消極想法的重複思考,這些想法不斷湧現,你無法從中分心。如果消極想法的觸發是模式分離的失敗呢?你看著窗外,有些東西讓你想起離婚或分手。你檢視你的電子郵件,每次你在視窗中看到相同的格式時,你都會想起以前收到的可怕的、騷擾性的電子郵件,然後你突然又感到自己一文不值。由此產生的症狀是不同的,但也許模式分離也可能在這裡發揮作用,使相似的情況混淆,並引發如此具有破壞性的消極想法的惡性迴圈。這只是我個人的推測,但這確實讓我懷疑,如果對模式分離進行更多的研究,我們可能會發現比記憶和焦慮更多的東西。
Kheirbek, M., Klemenhagen, K., Sahay, A., & Hen, R. (2012)。神經發生和概括:一種對焦慮症進行分層和治療的新方法。《自然神經科學》,15(12), 1613-1620。DOI: 10.1038/nn.3262