非自杀性自伤青少年神经认知功能相关电生理研究进展

姚珂珂 司夏樱 综述 叶兰仙 审校

（兰州大学第二医院心理卫生科，甘肃兰州 730030）

非自杀性自伤（non-suicidal self-injury，NSSI）是指个体不以自杀为目的，使用不被社会所认可的方法，如切割、撞击、皮肤灼伤等直接故意伤害自己的身体组织，往往有较高的人身伤害风险和重复风险。《精神障碍诊断与统计手册》第5 版已将NSSI 视为独立实体并纳入其中。青少年时期是NSSI 行为的高发时期［1］，研究显示，全球非临床青少年NSSI的终生患病率为22.0%［2］，中国青少年NSSI的1年患病率为25.2%［3］。NSSI行为会对青少年的情绪、学业成绩和人际关系等多方面造成负性影响，甚至，NSSI 是自杀行为的独立危险因素，会增加青少年自杀意念和自杀行为的风险［4］。关于NSSI 行为存在多种心理学理论及模型，Hasking等［5］将认知模型及情绪模型相结合，构建了新的自伤认知-情绪模型，体现了认知的重要作用。而NSSI 认知功能障碍识别多采用神经心理认知测量或主观问卷量表评估，缺乏精准的客观预测指标。脑电图和事件相关电位（event-related potential，ERP）具有无创、低成本、使用灵活等特点，是评估个体脑功能状态及脑内功能连接的主要方法和指标，研究证明已被用于认知功能障碍的评估［6］。本文重点介绍ERP 在NSSI 青少年认知功能的研究进展，相比于执行功能（excutive functions，EFs）相关的电生理研究，在奖赏反应和疼痛感知等方面开展的研究较少。本文通过综述NSSI 青少年认知功能相关电生理的研究，进一步提高对NSSI 认知神经机制的理解，为早期识别NSSI高风险个体提供支持。

1 NSSI EFs相关的脑电研究

根据情绪调节假说，在经历负性情绪或面对压力事件时自伤患者会有不同程度的情绪调节障碍，自伤青少年通过NSSI 行为减少负面情绪的影响。情绪调节障碍是NSSI的主要原因，认知-情绪模型认为情绪反应和情绪抑制控制是情绪调节的核心组成部分［7］，其中杏仁核、扣带回皮质是情绪网络的关键点；前额叶皮质是执行控制网络的关键点［8］，对于EFs 的实施具有重要意义，EFs 受损提示情绪调节能力低下［9］。EFs也称执行控制或认知控制，是集中注意力、依靠不明智本能或直觉时自上而下的心理过程，也是元认知自我调节的技能。抑制控制、工作记忆和认知灵活性是EFs的核心内容［10］。Fikke等［9］发现NSSI青少年EFs有明显的缺陷，低程度自伤组有抑制控制障碍，高程度自伤组有工作记忆障碍。

ERP可以为青少年EFs的发展和功能障碍提供标记，并为其神经生理学基础提供证据。青少年EFs 相关的ERP 成分包括N2（在刺激后约200 ms出现的负向成分）、P3（在刺激后约300 ms出现的成分）、错误相关负波和错误相关正波等，其中N2标记抑制、工作记忆等，P3 标记注意特定刺激，错误相关负波和错误相关正波标记反应监测［11］。经典ERP 中的N2反映源自前扣带回和额下回的冲动监控，表明对负性刺激的抑制水平；P3 代表源于前扣带回和眶额皮质的抑制控制加工，表明对负性情绪的注意力水平［12-13］。

抑制控制包括行为控制和干扰控制2 个方面［10］。双选择Oddball范式是激发个体抑制控制的范式之一，可以弥补Go/Nogo 范式和Stop signal 范式的不足，通常应用于行为抑制控制的研究［12］。一项基于双选择Oddball 范式的ERP 研究发现，相比于对照组，NSSI 组青少年暴露于自我伤害线索时的眶额皮质和额下回激活增加，自我伤害线索下的差异波P3（异常波P3减去标准波P3）振幅显著高于中性线索，NSSI 青少年的抑制能力受损，需要更多的神经激活来成功完成抑制［14］。Zhao等［15］也使用双选择Oddball 范式研究NSSI 青少年在观看负面情绪图片时的认知脑电，发现NSSI 青少年在暴露于负面情绪刺激时表现出更明显的N250（在接受面部刺激后约250 ms 出现的成分）、P3 和晚期正波，表明NSSI 青少年在负面情绪刺激的认知加工中存在抑制控制缺陷。注意力抑制控制是感知层面的干扰控制，James 等［16］通过稳态视觉诱发电位探究NSSI 青少年女性在显著情绪干扰物下的注意力抑制控制，发现伴NSSI 青少年腹侧前扣带回的激活程度及对愤怒面孔的注意力捕捉相对不伴NSSI 青少年均增加，难以抑制对威胁刺激的注意。综合来看，NSSI 青少年患者在负面情绪刺激下，主要表现抑制控制障碍，EFs相关脑电成分存在异常。

Wen等［6］对18例抑郁障碍伴NSSI青少年进行不同刺激的电生理测量，其中，N1（在刺激后约150 ms 出现的负向成分）是发生在听觉或视觉线索刺激后的一个负向成分，可能受情绪调节；N2也是刺激后的一个负向成分，与冲突监测相关；P3a和P3b是P3波形的两个亚组，P3a是P3的早期成分，增强的P3a可能代表前额叶的执行控制功能仍不成熟；P3b 是P3 的晚期成分，代表大脑对信号的注意和记忆过程；P50（在刺激后约50 ms 出现的成分）是听觉诱发电位中较常见的感觉门控，提示可能有强迫、感觉过敏、耳鸣、疼痛等症状。该研究发现，与对照组相比，NSSI 组的N1、N2、P3a、P3b和P50在Cz电极处的潜伏期均显著延长，P50波幅显著下降，表明NSSI组青少年认知功能损害主要表现在抗干扰能力低下、记忆力减退、注意力和EFs 障碍。Liu 等［17］采用双选择Oddball 范式亦表明抑郁障碍伴NSSI 青少年的认知障碍主要表现为抑制控制和抗干扰能力差，N2、P3a、P3b潜伏期明显延长，而P3a、P3b 振幅明显降低，基线P3可作为重度抑郁症青少年NSSI次数减少的潜在预测因子。上述两个研究中伴NSSI 抑郁障碍青少年患者都表现出异常的脑电，然而异常的脑电组成不一样，可能是由于不同的范式研究和抑郁障碍群体异质性较大而导致的差异。

2 NSSI奖赏相关的脑电研究

NSSI 行为存在于多种疾病诊断中，如抑郁障碍、边缘性人格障碍、物质使用障碍和进食障碍等［18］，也可以在无精神障碍的人群中单独存在［19］，因此NSSI是一个跨诊断行为［20］。美国国立精神卫生研究所的研究领域标准旨在整合各种类型数据的方法理解和治疗精神障碍［21］，奖赏反应在研究领域标准中属于正价系统，具体包括奖励预期、对奖励的初步反应及奖励满足3 个子结构［22］。奖赏反应异常是自伤风险的一个潜在跨诊断机制，个体在实施自伤行为后会感受到短暂的情绪释放，通过自动负向强化功能缓解原有的麻木感和负性情绪［23］，通过正强化功能获得愉悦、满足的体验感，在一段时间后会再次进行自伤行为，将NSSI 作为一种习惯［24］。以往研究表明，奖赏系统异常是药物成瘾的机制之一［24］。近期研究表明，NSSI患者与成瘾有着相似的神经生物机制，在NSSI 中同样存在奖赏反应的异常，患者需通过增加NSSI 行为的次数和程度来引发并维持奖赏反应［25］。一项研究结果表明，在自伤行为发生的早期，NSSI 青少年奖赏功能已经失调［26］。Kautz等［27］探讨了在儿童期经历虐待的个体中奖赏敏感性对自伤行为的预测作用，研究表明，根据童年受虐史的严重程度不同，奖赏敏感性作为NSSI 的认知风险因素作用也不同。NSSI 与奖赏回路、奖赏脑区密切相关，NSSI 神经奖赏回路相关的大脑活动及大脑连接发生了改变，奖赏脑区的异常可能会使自伤行为不断得到强化［25，28］。

青少年是奖赏敏感性显著变化及行为调整的关键时期。 反馈相关负波（feedback-related negativity，FRN）和P3 作为ERP 中重要的脑电组成，能够反映出在奖赏反馈时大脑相关的神经生理活动［29］。FRN 也称奖励正波（reward positivity，RewP），是评估奖赏初始反应性的客观电生理指标；P3 是脑电的晚期成分，主要反映个体的注意力分布和情绪动机状态［30］。

Tsypes等［20］采用简单猜测任务对19例NSSI儿童进行奖赏神经反应的研究，结果显示，相较于对照组，NSSI 儿童在输条件下的初始奖赏反应性增强，表明差异波FRN 可能作为自伤风险潜在的客观生物标志物。当前明确区分自我伤害中NSSI行为与自杀相关行为的研究较少，而NSSI 是自杀意念、自杀企图等自杀相关行为的独立风险因素［31］。因此，自杀相关行为的神经电生理机制可以为青少年NSSI 的脑电研究提供借鉴与参考［32］。Tsypes 等［21］对自杀未遂者采用金钱奖赏延迟任务和开门任务进行脑电研究，结果显示与非自杀未遂者相比，自杀未遂者的P3 波幅显著降低，提示其奖赏预期及对奖赏的初始反应存在缺陷。Pegg等［33］研究发现，与没有自杀倾向的抑郁青少年相比，主动自杀倾向组在对奖赏和损失的神经反应上表现出更大的差异，有主动自杀倾向的青少年对奖赏表现出更积极的RewP，而对损失表现出更消极的RewP。考虑到针对青少年NSSI奖赏相关脑电研究较少，因此，将来还需要更多的研究协助阐明青少年奖赏相关脑电与NSSI的关联性。

3 NSSI疼痛相关的脑电研究

疼痛是一种主观且复杂的体验，可以帮助个体避免身体上的伤害起到警戒作用，而NSSI 是一个故意主动意寻求伤害和疼痛的行为。多项研究表明，与不参与NSSI 的个体相比，NSSI 患者具有更高的疼痛阈值和疼痛耐受性［25，34］。疼痛阈值是一个人感觉到疼痛刺激的最低强度，Gavcar 等［35］研究发现自伤青少年的唾液阿片啡肽（一种新定义的在镇痛途径中发挥作用的肽）水平和疼痛阈值均高于非自伤青少年。Koenig 等［36］研究表明，在遭受疼痛刺激后，NSSI 女性青少年的自主神经和下丘脑-垂体-肾上腺轴生理唤醒延长，皮质醇分泌增加，使其情绪和身体意识增强。NSSI 行为发生时，患者的岛叶功能障碍，杏仁核-前额叶连接异常，情感性疼痛处理异常，脑岛、杏仁核、边缘皮质等相关脑区的功能结构异常破坏了NSSI患者的疼痛识别与保护机制［8］，使患者的疼痛耐受性增加，疼痛敏感性降低［37］。

根据NSSI 的疼痛镇痛/阿片类物质假说，较低的疼痛敏感性可能是重度NSSI 的危险因素。在一项关于疼痛与NSSI 关系的纵向研究中，研究者发现在消极情绪和自我批评等负性经历下，较低的疼痛敏感性可能会导致更严重的NSSI，疼痛敏感性改变对NSSI行为的发生至关重要［38］。ERP的P1（在刺激后约100 ms 出现的正向波形）、N1、P2（在刺激后约180 ms 出现的成分）、N2、P3 及晚期正波都可用于疼痛的研究［39］，Leone 等［40］采用激光诱发电位（laser-evoked potential，LEP） 研究NSSI 青少年的疼痛传导通路和内源性疼痛调节功能，结果提示NSSI 青少年疼痛调节存在异常，其异常可能是经常自伤持续疼痛诱导引起饱和导致的结果；LEP 中的N2 波幅显著降低，自伤风险与降低的N2 波幅密切相关，LEP 的N2 波幅可能是NSSI 青少年自杀风险的客观生物标志物。该研究虽然表明ERP的N2可能作为NSSI的客观生物标志物，但相对于单一的脑电成分，多个脑电指标共同评估能更好地理解NSSI 青少年疼痛有关的认知神经机制。

4 总结和展望

NSSI 青少年认知功能在ERP 及脑电图中表现出了异常，具体表现在EFs、奖赏反应及疼痛感知等方面，情绪调节障碍在NSSI 发病过程中也起着重要作用，它们相互影响、相互联系，共同参与青少年NSSI 的神经认知功能。借助脑电相关技术分析数据，对了解青少年NSSI 患者与正常青少年脑功能的异常活动有重要作用，脑电指标有望成为识别NSSI认知功能障碍的辅助手段。

目前针对青少年NSSI的脑电研究数量仍较少。首先，NSSI 行为往往存在于抑郁症和边缘性人格障碍等精神障碍中，难以单独存在，导致认知功能与脑电测量指标的关联误差；其次，实验范式的设计也需要充分考虑，不恰当的任务范式会对结果造成偏差；最后，单一的脑电成分研究评估青少年NSSI 并不准确，需要多个脑电成分测量指标进行共同分析。因此，未来研究需要更准确地设计实验任务，考虑不同疾病背景对脑电测量指标的影响，进一步探索NSSI 青少年认知功能相关的脑电活动。同时，为了提高脑电指标预测NSSI风险的敏感性和特异性，未来研究可以采用机器学习、生态瞬时评估等方法探讨干预治疗后或长时间跟踪研究NSSI青少年相关的脑电活动变化。

利益冲突声明：所有作者均声明无利益冲突。