心跳知觉任务及相关研究

申可　吕振勇　陈红

摘要

近年来，在具身理论背景下，国外研究者对内感受越来越关注。研究者设计了规范的实验测量方法“心跳知觉任务”，包括精神追踪范式和心跳识别范式。心跳知觉任务可应用于情绪和认知研究，并且在焦虑、抑郁和饮食失调等临床领域也具有重要作用。在神经机制上，心跳知觉与脑岛的活动密切相关。未来研究应考虑年龄、性别和文化等因素，并尝试应用于临床群体，改善其失调的心理机能。

关键词具身理论；内感受； 心跳知觉任务

分类号B8451

DOI： 10.16842/j.cnki.issn2095-5588.2016.03.008

1引言

内感受（interoception）是一个较为广泛的概念，从广义上讲，包括本体感受和内脏感受两种不同形式：本体感受主要接受来自躯体皮肤、关节、肌肉等结构的信号；而内脏感受多用以描述来自躯体内部器官的信息，如心脏、肠、胃等。本文主要采用内感受的狭义概念，也就是内脏感受。目前，人们对感知外部环境的外感受（如视觉、听觉、味觉和嗅觉）已有比较深入的研究，对于感知内脏器官生理活动的内感受的研究相对较少，尤其是国内研究更是少见。近年来随着具身理论（theory of embodiment）的兴起，研究者越发重视身体状态对个体行为和心理的影响，越来越多的实证研究也证明了身心之间的交互作用（Barsalou， 2008）。内感受作为对内部身体状态的感知能力，影响着个体的行为和心理，并在身心关系中扮演着不容忽视的角色。因此，在具身理论的大背景下，开展内感受的相关研究具有重要意义。

本文主要介绍在国外广泛运用的内感受测量方法——心跳知觉任务（heartbeat perception tasks），总结利用此任务展开的主要研究方向，最后讨论目前研究中存在的问题以及未来发展方向。

2心跳知觉任务

关于身体与心理之间的关系，具身理论为学界提供了新的视角：我们的身体与心理并不是分离的，而是一个相互影响的一体化系统，身体可直接参与认知过程，塑造情绪、思维等心理过程，而这些心理过程也可以反过来影响个体的身体感受。这一具身观应用于认知、情绪等心理学领域，产生了广泛的影响力和大量研究成果，国内学者发表了一系列文章对其进行介绍（叶浩生， 2010， 2011， 2013， 2014； 伍秋萍， 冯聪， 陈斌斌， 2011； 刘亚， 王振宏， 孔风， 2011）。内感受作为个体对身体状态的感知，将身体与心理联系起来，是沟通身心关系的桥梁，在身体信号与主观感受的转换过程中起着重要作用（Herbert & Pollatos， 2014）。所以，从具身框架下出发研究认知和情绪等心理过程时，个体的内感受能力是不能忽视的一个变量，它影响着各种心理活动，调节着身心关系。在开展内感受的相关心理学研究时，面临的一个关键问题是，如何在实验室条件下测量个体的内感受能力。由于内脏感觉的特殊性，人们在正常情景中很难察觉其存在，而心跳的感知较其他内脏器官活动的感知更容易测量，并且心跳的测量过程不会对人体造成伤害。这些优势使得心跳知觉任务成为实验室条件下测量内感受的重要方法，尤其是在行为实验研究中，几乎所有的测量方法都是以此范式为基础演变而来。虽然心跳知觉的测量具有直观、便利、无创等优点，但是它能代表个体对躯体信号的综合感知能力吗？研究者考察了心跳知觉与其他内脏感受之间的关系，发现它与胃部活动的敏感性呈正相关，心跳知觉任务得分高的个体对胃部信号的感觉更敏锐（Herbert，Muth， Poatos， & Herbert，2012）。这意味着心跳知觉能够作为内感受的一个可靠指标，代表个体对身体信号的综合感知能力。考虑到内感受对心理学研究的重要意义，以及心跳知觉任务在内感受测量上的广泛应用，有必要将心跳知觉任务介绍到国内，以便进一步开展内感受的相关研究。

具体来说，心跳知觉任务主要有两种常用范式，分别为精神追踪范式（mental tracking paradigm）和心跳识别范式（heartbeat discrimination paradigm）。

21精神追踪范式

Schandry （1981）提出了心跳知觉的精神追踪方法，该方法通过“数心跳”来追踪对心跳的感知。实验开始前，要求被试把全部注意力集中在对心跳的感知上，但是不允许通过摸脉搏或胸口等方式来感知心跳，然后以一个声音提示被试开始默数感知的心跳数，结束时仍以一个声音作为提示。每次实验结束时，记录被试报告的心跳数，并使用心电图记录期间R波出现的次数，作为实际心跳数。实验重复次数和每次默数时间可由实验者根据实验要求自行设定，一般至少3次，每次默数时间在1min以内。所有实验结束后，计算被试的心跳知觉分数：

P=1k ∑ki=1（1-|mi-ni|mi）

其中P表示心跳知觉分数；k为实验重复次数；m表示实际心跳数；n为被试报告的心跳数。以知觉分数评价其心跳感知能力，分数越高表示其心跳感知能力越强，满分为1分。

22心跳识别范式

Whitehead及其同事设计了最早的心跳识别任务（Whitehead， Drescher， Heiman， & Blackwell， 1977），根据刺激类型的不同，可分为视觉、听觉等不同版本。实验开始时给予被试一组刺激（声音或图形等），这组刺激要么是“同步于”心跳的刺激（S+， R波后128ms处），要么是“延迟于”心跳的刺激（S-， R波后384ms处），刺激呈现结束后，要求被试判断该组刺激是否与自身心跳一致。实验可重复数十次，每次持续大概10s（视觉刺激）或10次心跳长度（听觉刺激）。根据信号检测理论，被试的心跳知觉能力可用d′来表示。正确判断同步刺激（S+）为“击中（hit）”，错误判断延迟刺激（S-）为“虚报（false alarm）”，可根据以下公式来计算d′：

d′=zhit rate-zfalse alarm rate

23心跳知觉任务的局限

虽然心跳知觉任务在国外的应用中已逐渐完善，但其中还存在一些问题。精神追踪和心跳识别作为常用的两种范式，前者只要求注意内脏感觉，而后者要求同时注意内脏感觉和外部刺激，被认为反映了个体对多重感觉的整合能力（Brener & Ring， 1995）。那么它们的评价效果是否一致？Knoll和Hodapp（1992）比较了这两种测量方法，发现在心跳知觉非常好和非常差这两个极端组中，两种方法的结果高度相关，而中间组的相关度较低。未来研究对被试进行选择和分组时，可采用其他的划分标准，如四分位数，而不是常用的中位数。

还有研究发现，精神追踪范式的得分容易受外部因素的影响：在给予被试三种不同水平的心率反馈（快速、慢速和无反馈）后，精神追踪范式的得分发生了变化，快速反馈和无反馈两组的得分优于慢速反馈组（Phillips， Jones， Rieger， & Snell， 1999）；在使用心脏起搏器的病人身上，设置三种不同的起搏频率（慢速、中速和快速），结果他们报告的心率并没有跟随实际心率的变化而改变，这意味着精神追踪范式得分反映的不是纯粹的内脏知觉，而是关于心率的期望和信念（Windmann， Schonecke， Frhlig， & Maldener， 1999）。因此在条件允许的情况下，应尽量使用心跳识别范式来测量个体的内感受能力，以保证结果的稳定性和可靠性。

3心跳知觉与情绪和认知过程

很早以前，心理学家就认为身体内部信号的处理与情绪有关。James（1884）提出了最早的情绪理论，认为情绪是对身体变化的知觉。Damasio（1998）提出的躯体标记假说（somatic maker hypothesis）也强调了身体变化与情绪之间的关系，认为情绪是由特定情境触发的躯体反应和中枢活动变化的集合；而这些躯体反应和中枢活动（躯体标记）不仅能影响情绪，还可以影响个体的认知功能，如决策行为（Bechara & Damasio， 2005）。

既然躯体反应可以影响情绪和认知过程，内感受代表个体对内部躯体信号的感知能力，那么内感受在躯体反应与情绪、认知过程之间到底发挥什么作用？它与情绪和认知过程之间的关系如何？为了回答这些问题，心理学家利用心跳知觉任务进行了大量实验，探讨个体的内感受能力对情绪和认知过程的影响。他们常常根据心跳知觉任务得分将被试分为两组（高分组和低分组），考察两组在情绪和认知活动中的表现是否存在差异，以及个体的心跳知觉能力与情绪和认知任务得分之间是否存在相关。

31心跳知觉与情绪

关于心跳知觉与情绪体验之间的关系，有丰富的实验结果为其提供证据。许多研究显示，个体心跳知觉能力的高低与情绪体验的强度之间存在正相关。在观看不同情绪效价的影片后，心跳知觉任务得分高的被试会报告更强烈的情绪体验（Wiens， Mezzacappa， & Katkin， 2000）。心跳知觉能力强的个体表现出更多的唤醒关注（arousal focus），在报告日常情绪体验时，他们会强调情感的激活（activation）和失活（deactivation） （Barrett，Quigley， Bliss， & Aronson， 2004）。还有一系列结果显示，评定情绪图片时，个体的心跳知觉得分与唤醒评分呈正相关（Herbert， Pollatos， Flor， Enck， & Schandry， 2010； Herbert， Pollatos， & Schandry， 2007； Pollatos， Herbert， Matthias， & Schandry， 2007）。

以上研究都采用自我报告的方法来收集情绪指标，随后有研究开始利用事件相关电位（ERP）和功能核磁共振（fMRI）实验技术来考察情绪体验过程中内感受的作用，结果发现：在评定情绪图片时，被试的心跳知觉得分与P3和慢波的平均波幅呈正相关（Herbert， Pollatos， & Schandry， 2007； Pollatos， Herbert， Matthias， & Schandry， 2007； Pollatos， Kirsch， & Schandry， 2005b），心跳知觉和情绪体验存在共同的激活脑区——前脑岛（anterior insular， AIC）（Zaki， Davis， & Ochsner， 2012）。这些实验结果表明，心跳知觉不仅与情绪体验的强度有关，还可能参与情绪刺激的高级加工过程。比如个体的内感受能力与情绪调节的成功性有关，当个体运用重新评估（reappraisal）的情绪调节策略时，心跳知觉得分与P3和慢波的振幅之间呈负相关，也就是说个体的心跳知觉能力越强，情绪调节的成功性越高（Füsts， Gramann， Herbert， & Pollatos， 2012）。心跳知觉还可以调节个体的情绪记忆，心跳知觉能力强的个体对情绪图片的再认表现更好（Pollatos & Schandry， 2008），对情绪词的内隐记忆更好（Werner， Peres， Duschek， & Schandry， 2010）。

综上所述，心跳知觉在情绪加工过程中起着重要作用，它不仅影响个体对外部刺激的情绪体验强度，还与情绪调节、情绪记忆等高级加工过程有关。可是以上研究大部分直接检验心跳知觉与情绪的相关，忽视了心跳知觉在躯体反应（心率、皮肤电等）与情绪之间的调节作用。未来研究在考察情绪的高级加工过程时，需要重点关注这一调节作用，以证明内感受在身心关系中的桥梁作用，从而贴合具身理论这一研究背景，使研究结果更具有理论意义。

32心跳知觉与决策

躯体标记假设认为，躯体信号反馈在引导决策行为中有重要作用。如果加工躯体信号的脑区腹内侧前额叶皮层（Ventromedial prefrontal cortex， VmPFC）受损（Bechara， Damasio，Tranel， & Damasio，1997），或者传递内脏感觉的外周神经通路异常（North & OCarroll， 2001），那么个体的决策能力也会受到损伤。相反的，那些在心跳知觉任务中得分较高的个体，对内部身体信号更敏感，决策能力也更好。例如，他们在“爱荷华赌博任务”（Iowa Gambling Task， IGT）中会选择更多的有利选项和更少的不利选项（Werner， Jung， Duschek， & Schandry， 2009）。进一步的研究发现，在身体变化与直觉性决策的关系中，心跳知觉起调节作用，即心跳知觉能力越强，身体变化（心率与皮肤电）对决策行为的影响力也越大（Dunn， Galton，Morgan， Evans， Oliver， & Meyer， 2010）。在神经活动（右侧AIC的激活水平）与决策行为的关系中，心跳知觉也表现出类似的调节作用：只有在心跳知觉准确的个体中，右侧AIC的激活水平才会与决策任务（IGT）的表现得分有关（Werner， Schweitzer， Meindl， Duschek， Kambertz， & Schandry， 2013）。心跳知觉在行为控制方面也存在一定作用：在15分钟的骑自行车练习中，被试可自由选择骑车的速度，结果发现心跳知觉强的被试对于身体负荷量会表现出更高的调控能力，在相同疲劳程度下，他们骑车的距离更短，心率（HR）、心搏量（SV）和心输出量（CO）的变化更小（Herbert， Ulbrich， & Schandry， 2007）。以上结果都支持躯体标记假设，说明内感受会促进决策活动，使个体做出更多的有利决策，并对行为进行自我调控以完成决策目的。

33心跳知觉与注意

除了决策行为外，心跳知觉对其他认知因素如注意的研究也在逐渐发展。早期的一项EEG实验显示，心跳知觉与视觉刺激的注意加工之间存在正相关，心跳知觉高的个体可以使用内部信号知觉来快速探测目标（Pollatos， Matthias， & Schandry， 2007）。随后的研究发现，心跳知觉高分组在注意的选择和分配任务中表现更好。研究者认为躯体信号可能占用类似注意系统的加工资源。在处理外部刺激的过程中，内感受能力可以调节其注意表现（attentional performance），这一效应尤其可以应用于复杂的注意功能，如注意选择和注意分配（Matthias， Schandry， Duschek， & Pollatos， 2009）。也就是说，内感受与外感受并不是完全分离的，两者之间关系密切，甚至可能拥有相似的认知加工资源。在对外部刺激进行注意加工的过程中，内感受高的个体能够更多地调用类似的认知资源，因此其任务表现更好。内感受与外感受是如何联系的，两者是否共享相似的注意资源，这些都是值得进一步探讨的问题。

研究者进一步假设，对躯体信号的感知能力（内感受能力）代表自我关注（self-focused attention）的程度。而两者之间的关系并不是单向的，若采用某些操作提高个体的自我关注程度，如照镜子、观看自己面孔的照片或者自我相关的词汇，那么他们的内感受状况也会得到改善（Ainley，Tajadura， Fotopoulou， & Tsakiris， 2012）。这些实验结果说明，内感受不仅是指对身体内部信号的感知，还与对外部身体的感知存在相互影响，代表了身体表征的多感觉整合。因此内感受能力低的个体对自己身体的“所有权”（body-ownership）更差，他们更容易产生“橡胶手错觉”（the Rubber Hand Illusion），将非自我的肢体感知为自我的肢体（Tsakiris， Tajadura-Jiménez， & Costantini， 2011）。

这意味着，内感受为“自我”（self）尤其是“身体自我”（bodily self）的形成提供了重要基础。

4心跳知觉与精神障碍

心跳知觉任务在实验室研究中得到广泛应用并收获丰富成果之后，越来越多的研究人员开始利用该任务考察临床群体的内感受情况。内感受是我们对于身体内部状态的感知能力，是身体自我形成的重要基础，内感受失调会引发临床症状，严重时可导致精神障碍。研究者利用心跳知觉任务对焦虑、抑郁和饮食失调等临床群体进行测量，考察他们的任务得分与正常人之间是否存在差异，发现他们的内感受能力确实出现异常。

41焦虑和抑郁

考虑到心跳知觉与情绪体验强度之间的密切关系，研究者认为在焦虑障碍形成过程中，心跳知觉起着重要作用。有学者综述了以往的临床研究，发现心跳知觉与特质焦虑、状态焦虑、焦虑敏感性、惊恐障碍以及其他焦虑障碍之间有密切关系，焦虑相关特质（特质焦虑、状态焦虑、焦虑敏感性）得分与心跳知觉呈正相关，焦虑障碍患者的心跳知觉普遍偏高（Domschke， Stevens， Pfleiderer， & Gerlach， 2010）。相对于焦虑领域的丰富成果，关于心跳知觉与抑郁症状的研究相对稀少。近期的一项研究显示，抑郁患者的心跳知觉能力偏低，并且与正常人相比，他们的心跳诱发电位（heartbeat evoked potential， HEP）也显著减小（Terhaar， Viola， Bar， & Debener， 2012）。

以上研究结果表明，焦虑症状得分与心跳知觉能力之间呈正相关，而抑郁患者的心跳知觉能力较低。然而，这两种关系之间并不是完全独立的，它们之间存在着一定的交互作用。在检验抑郁和焦虑对内感受的不同影响时，研究人员发现心跳知觉与抑郁症状之间确实存在一种负相关，然而只有在高焦虑水平的个体身上，这一关系才能保持显著（Pollatos， Traut-Mattausch， & Schandry， 2009）；同样的，心跳知觉与焦虑症状之间的关系也受到抑郁症状的影响，当抑郁症状得分急剧增加时，心跳知觉与焦虑症状之间的关系强度会减弱（Dunn， Stefanovitch，Evans， Oliver， Hawkins， & Dalgleish， 2010）。考虑到抑郁和焦虑症状常常伴随出现，两者之间又存在着交互作用，所以对其中一者进行研究时，要注意控制另一者的影响。

42饮食障碍

在使用饮食障碍问卷（Eating Disorders Inventory）进行调查时，研究者发现饮食失调患者在内感受知觉分量表（interoceptive awareness）上得分偏低，这一量表代表个体对情绪和饥饿饱食等内部身体信号的感知能力 （Fassino， Pierò， Gramaglia， & AbbateDaga， 2004； Lilenfeld， Wonderlich， Riso， Crosby， & Mitchell， 2006）。然而，这一分量表的内部一致性系数较低（Eberenz & Gleaves， 1994），而且自我报告的方法缺乏可靠性。因此，研究者开始利用心跳知觉任务来探讨内感受与饮食行为的关系，结果发现：神经性厌食症女性患者（Pollatos， & Schandry， 2008）、暴食症康复女性病人（Klabunde， Acheson， Boutelle， Matthews， & Kaye， 2013）甚至超重和肥胖个体（Herbert & Pollatos， 2014）的心跳知觉得分都显著降低。这些结果都说明，个体的饮食行为与内感受之间关系密切，饮食障碍患者的内感受能力确实出现受损现象，他们可能很难识别饥饿或饱食等内部感觉，从而导致饮食行为紊乱。

同时，饮食失调患者的身体意象（body image）往往出现问题，身体不满意可以显著预测饮食失调症状（Túry， Güle， & Kohls， 2010）。考虑到内感受对身体自我形成的重要性，这一现象可能是由于内感受能力降低，从而导致对外部身体的认知出现紊乱，产生体像问题，如躯体形式障碍（Schaefer， Egloff， & Witthft， 2012）。