最新研究

過去的生理心理學家多半在心理學的領域受到了良好的訓練,不過近期的生理心理學家還多了行為神經學或更多生物心理學相關的訓練 [6],特別是跟神經科學相關的領域。多數的生理心理學家擁有在神經科學或相關領域的學位,因此這章節我們會暫時跳脫僅有心理學的視角,混合了更多比例的神經生物學在其中。

一、嗅覺和行為的關聯

嗅覺系統是人類生存上重要的感官之一,不但可以來辨識食物的好壞,也可以偵測危害和費爾蒙(生殖功能)。而在某些情況下,人類透過嗅覺的感受會做出一些非自願舉動和行為。

1. 嗅覺處理與社會開放性的關聯

社會開放性(social openness)是指一個人的社交能力。研究 [3] 指出,當人類問到其他人體的氣味,大腦的額下回和尾狀核會遭到活化。首先,研究員要求 26 位女性受試者先做了一個社會開放性的評量,然後再聞擁有人體氣味的棉花,並同時利用功能性磁振造影(fMRI)來量測人類大腦血液動力的反應,活化指數(beta)比較高者代表對外界嗅覺的刺激反應比較大。 研究者發現活化指數的大小和社會開放性成為正比,也就是說當一個人對人體氣味的靈敏度比較高,他比較會與其他人互動,因為人體的味道會告訴大腦要進行社交。
(圖表一)社會開放性與嗅覺刺激反應之關係

2. 女性人體氣味與男性睪酮濃度的關聯

根據研究 [2] ,男性能夠區分女性排卵期時和非排卵期時的人體氣味,而且偏愛排卵期時的氣味(圖表二)。這代表說男性可以區別和挑選出目前在受孕期的女性。研究也指出,男性在聞到排卵期時的人體氣味,因為分泌睪酮的份量會跟隨增加,而性功能也增強。這些現象使研究者推斷女性排卵期時散發的氣味有助於人類的繁殖。

(圖表二)

3. 嗅覺與孕婦母性本能的行為的關聯

根據賓州大學嗅覺與味覺中心的研究,女性在懷孕期間因為性激素分泌量不穩定,而造成她們的嗅覺變得比較靈敏。舉例來說,靈敏的嗅覺可以警告孕婦對未出生的嬰兒有危害的污氣和食物。實驗結果發現,孕婦比普通人更不喜歡食用腦、腎臟和啤酒等對嬰兒健康有害的食物,研究者推測原因是它們的味道對孕婦比較刺鼻而不受吸引。

4. 嗅覺失能與性功能障礙的關聯

根據一篇探討傳統伊朗醫學和現代西方醫學的研究 [4],嗅覺系統和生殖系統是有關聯性的。因為兩者共用一些受體,所以當受試者嗅覺異常時(無法聞到某些化學物質),他的生殖系統也受到影響,造成性功能障礙。

二、荷爾蒙與情緒

每個月的子宮內膜剝離還有來自陰道口的紅色問候是生物生殖機能的表徵,但這過程也經常與情緒波動還有行為模式的變化相連在一起。很不幸地,這也是導致女性過去在生理上常被控訴為精神功能較為退化的原因。近期隨著研究的推展,我們對於大腦和生殖系統之間的關聯有了更近一步的了解,這當中更透露了這些激素不僅會對女性造成影響,男性亦然。
性腺荷爾蒙(gonadal hormones),是三類激素的泛稱:雌激素(estrogen)、黃體酮(progesterone)與睪固酮(testosterone),是性腺(卵巢與睪丸)面對其它可在腦下垂體(pituitary gland)與其它腦區找到的前驅荷爾蒙所做出的回饋。這些性腺荷爾蒙影響了腦中的化學環境與神經迴路,進而影響到情緒與行為。

1. 女性的荷爾蒙

雌激素在大腦裡頭扮演了保護者的角色。這某部分而言說明了為什麼一些女性在月經週期裡頭,雌激素濃度低的那幾天會感覺特別地糟糕。(圖一)典型的28天週期

雌激素對於多巴胺(dopamine)與血清素(serotonin)有直接影響,而這兩個腦中的關鍵化學物質與精神病與抑鬱有緊密的關聯性。在動物實驗與臨床研究 [7] 都顯示了施予雌激素裡頭擁有最顯著影響力的化合物雌二醇(oestradiol),可以明顯改善精神病與抑鬱的症狀。

經前症候群(premenstrual syndrome,PMS)的概念陳述了每個月在低雌激素的日子裡,有顯著的精神與生理症狀變化,但有些人並沒有如此顯著的差異,因此 PMS 目前仍有兩派不同的聲音。不過有些女性會有十分嚴重的憂鬱傾向,稱作經前焦慮症(premenstrual dysphoric disorder,PMDD),PMDD 是的非常嚴重且臨床上真實的憂鬱病徵,它最糟糕可能會讓女性在低落的那幾天完全喪失日常工作的能力。無論是 PMS 或 PMDD,它們最棘手的原因在於症狀出現的不可測,因為它不全然與來潮的日子吻合,也不全然會在來潮的日子從頭出現到尾,遑論多數的女性並非完美的 28 天一次週期,處處加重了預測它的困難程度。

性腺荷爾蒙的影響在人生的其它階段也有各自顯著的地方,女性大致上可以區分為:青春期、生產前後與更年期。

  • 青春期

    在這個荷爾蒙濃度大幅度改變的階段,許多女孩會經歷情緒上的波盪以期精神狀況的變化。而有些服用口服避孕劑的女性則可能會有十分惱人的抑鬱症狀,甚至會有全然喪失快樂的感覺甚至有了自我了斷的念頭。

  • 生產前後

    產後憂鬱是生完孩子後常見的情緒變化,有時會伴隨不同的精神病 [12],這多半被認為是生產前後所帶來的急速荷爾蒙濃度變化所致 [8]。

  • 更年期

    在更年期的轉換期,女性會再度經歷大幅度荷爾蒙濃度的變化。這個階段她們有高達 14 倍的機會有抑鬱的情緒 [9]。這臨床上稱為 perimenopausal depression,它與其他種類的抑鬱不太一樣,會帶來不耐煩、低專注度、記憶力減弱、低自尊、睡眠缺乏與體重增加 [10]。Perimenopausal depression 不容易被診斷出來,且常規的抗憂鬱症療法對它的效果也有限,不過有這個症狀的女性對於荷爾蒙療法的反應較好。

    精神創傷與暴力行為也可能導致壓力荷爾蒙皮質醇(cortisol)長時間維持著高濃度,這在女性成長的任何一個階段都會引致精神疾病。因為高濃度的皮質醇對腦區會有大量的影響 [11],帶來了憤怒與自殺的想法,生理上則可能引致肥胖與不孕。

2. 男性的荷爾蒙

關於男性的認知研究 [13] 指出,男性跟女性一樣,都會受到性腺荷爾蒙影響了情緒與行為。低濃度的睪固酮可能會引發隨著年紀鋪捲而來的男性更年期(andropause)。

儘管男性更年期與女性的生理狀況一樣都稱作更年期,這並非一個精確的形容方式。因為 andropause 並沒有伴隨著女性會面臨的不孕,男性的生殖能力並不會因為荷爾蒙濃度的衰退而減弱。男性更年期泛指的是睪固酮濃度低於正常年輕男性血液中的濃度。這帶來的影響可能是無法勃起、性慾的減少、肌肉強度的減少以及骨質疏鬆。讓事情更為複雜的情況在於睪固酮在男性體內會逐步被代謝為雌二醇,因此睪固酮與雌二醇的比例發生變化時,會進而影響到記憶能力、抑鬱、易怒、睡眠、疲憊,甚至有時會伴隨熱潮紅(hot flush)[14] 的症狀。

關於這些荷爾蒙的變化,目前仍有不少爭論關於哪些變化是正常的老化過程。其它因素像是肥胖、糖尿病和飲酒過量都有可能導致過低的睪固酮濃度。所以男性荷爾蒙不應該被視為一種疾病,而是可能由多個因素所帶來的臨床症狀。

有些男性的男性更年期對於睪固酮的替換療法有反應,但這需要嚴格的醫療兼顧,因為這背後有許多潛在的副作用,像是攝護腺的問題、膽固醇濃度過高、情緒易怒等。

三、由演化與跨物種角度看心理學

人類是個在思考與論述兩個兩遇特化的動物,且我們非凡的認知能力大幅轉換了我們的生活。對比於我們石器時代的親戚,以及演化上的近親猿猴,我們複雜的政治、經濟、科學與藝術,以及居住在不同的環境當中,都是前所未見的。與人類認知的演化相關研究,多半在問得問題攸關於什麼類型的思考模式,造就了我們的獨特,而這些不同之處究竟怎麼在演化的過程裡頭分歧。這個領域 [6] 的新興研究更深入地探究人類的認知演化史,相較於以前的演化心理學,現在採納了更多元的領域,整合了來自人類學、考古學、經濟學、演化生物學、神經科學、哲學和心理學等多個領域。綜合了各式的結果,近期的研究發現人類與非人類的認知展現了出乎前人所料的相同之處,顯示了人腦的認知演化比過往所知,源自於更漫長的發展步調。它甚至在文化的演變、科技與社會的共演化(co-evolution)以及基因與文化的共演化都扮演了舉足輕重的角色。

1. Homo naledi

2015 年的 9 月,金山大學(University of Witwatersrand)的 Lee Berger 教授宣布了震撼考古界的消息 [15],揭露了全新的人族(hominin)物種,讓 Homo naledi 從未曾知悉的名稱,搖身一變成古人類學界了解最多的物種。

Homo naledi 在經過定年以後,遠比目前學界所認知的時間還縮短了許多,這帶來的衝擊不僅限於古人類學界,考古學界也有可能因為它而翻新。因為過去在更新世(Pleistocene)南非沿岸所發現的石器工具,多半是當時群聚在那的 Homo sapiens 所遺留下來。在過去這 50 萬年間在 Homo naledi 被發現以前,都沒有其它人族的物種。儘管我們截至目前為止無法確定 naledi 是否會自己建造工具,目前已知的 Homo habilis 在腦容量與 naledi 不相上下的情況下是有能力自己製造的,輔以 naledi 修長的手指,它們有自己製作石器工具的能力不容忽視。

儘管腦容量只是測量大腦機能的粗淺指標,畢竟我們(Homo sapiens)的腦容量在冰河期過後甚至縮減的 10%。naledi 的顱骨分析顯示它們的大腦經歷過不少的重組與特化,和我們的直接祖先一樣,這個適應(adaptation)結果讓急需能量的腦子可以更有效率的獲得能量。因此我們 naledi 的腦子可能擁有了過去古人類學界所未見的能力。

提了這麼多關於 Homo naledi 的客觀生理背景,我們不難理解倘若他們發展出了宗教的特徵。在 naledi 所長眠的兩個洞穴裏頭,除了少量的貓頭鷹與食腐哺乳類動物的骨骸,其餘的化石標本皆為 Homo naledi,這種分布形式是前所未見的,在排除掉火山爆發等突發的天然災害,naledi 可能擁有集體埋葬點的概念就不斷地浮上檯面——亦即 naledi 可能發展出了足夠複雜的社會組織,使他們開始會將他們去世的同夥埋葬在一塊兒。

有些人可能會爭論 naledi 的族群居住在那,因此會希望將屍體可以整齊地排列,但這種「整理居家環境」的現象,只有在長時間居住於同處的物種(舉凡我們這些當代的 Homo sapiens)才觀察過,在其他原始的靈長類並沒有這種現象。且埋藏這些屍體的地點,並無法輕鬆抵達,更排除了現在開挖出骨骸的地點僅為丟放腐屍的地點。

這些停放屍體的地方,另一個令古人類學家注目的事情是黑暗。要在這些地方擺放遺骸,必然需要有光,因此不難推測 naledi 可能同時也掌握了生火的能力。因此,目前 Berger 仍在與其他各處的科學家仔細搜索開挖的地點,以期找出更多與 Homo naledi 過去的生活與習性有關的暗示。

古人類與現在智人有不少的差距,受限於只有骨骸與相對應的生活環境可以供科學家觀察 [16],雖然無法得到身為個體的思維差異,但我們能夠透過這些蛛絲馬跡一探整個群體的心智發展程度並與我們自身的發展相互比較。

2. 黑猩猩親屬關係與文化傳遞

現階段的動物文化研究專注在透過社交所傳遞的行為,以及社會性的學習(social learning mechanism)如何維繫一個族群。較不為人所知的是野生動物社會行為當中所伴隨的創新與創造過程。

在一篇 Lamon 等人 [20] 透過野外訪查,替黑猩猩社群設計了一系列的實驗,著重在青苔擦澡這個使用新興工具的行為。使用青苔擦澡在 2011 年首次在社群當中被觀察到,然而 3 年後,青苔擦澡在新加入社群的個體可以在短時間內掌握這個概念,並迅速地推廣給其他社群的成員。這個現象顯示了這類間接的資訊傳遞,還有青苔擦澡的行為固化,合併上野外調查的結果,合理地論證了透過父母(matrilines)進行的經驗傳承,與過去所記載的族群的共同記憶與協調有所不同。

四、剝奪手機與心理焦慮、認知能力下降之關聯

在移動裝置普及的年代,手機已經成為人類生活中不可或缺的一部分。因此,探討手機與人類健康之關聯性的相關議題日益受到重視,其中,探討當手機不在身邊時對人類所造成的影響,便是一項關鍵的議題。最近,密蘇里大學的研究[29]發現當 iPhone 的使用者在手機被拿走的時候,心裡和生理上都有嚴重的影響,這包括了認知能力的下降。研究人員也從這項研究說明 iPhone 的使用者在一些需要專注的場合,如考試,講座,開會,完成重要工作時應該盡量避免手機不在身邊,因為這樣會造成其認知能力下降並無法專心完成任務。

以下進行該實驗之描述。首先,密蘇里大學的研究人員要求參與試驗之 iPhone 使用者(以下簡稱受試者)處於一間有電腦的心裡實驗室,並告訴受試者此項實驗係旨在利用”word search puzzle遊戲”測試新型無線血壓測量計,使得受試者毫不知情此項實驗之真實目的以避免任何可能因預設立場而造成之實驗數據干擾。隨後,研究人員將讓受試者編為兩組(以下分別稱為O1組與O2組),進行兩次word search puzzle遊戲。O1組之受試者第一次進行遊戲時保有手機,然而第二次進行遊戲時,研究人員告訴受試者由於他們的手機會造成待測試設備之干擾,所以把受試者的手機暫時從其身邊抽離並置於不遠處;O2組受試者則對調此二種處理的次序。此外,整個遊戲的過程當中研究人員都在監控著受試者的心跳與血壓。

以O1為例,當進行第一次遊戲時,研究人員記錄了各受試者的心跳和血壓,並請受試者作答Self-Assessment Mannequin (SAM)以及State Trait Anxiety Inventory (Y-6)量表來進行受試者愉悅程度之評估。而在第二次遊戲時,研究人員在遊戲過程當中撥打受試者的手機號碼,當手機鈴聲停下之後,研究人員即開始紀錄各受試者的心跳和血壓,亦在試驗結束後請受試者作答Self-Assessment Mannequin (SAM)以及State Trait Anxiety Inventory (Y-6)量表加上Objects Incorporated Into the “Extended Self” Scale來進行受試者愉悅程度之評估。研究人員將兩次數據與相互比較,發現受試者的焦慮程度,心跳和血壓明顯增加,遊戲中的表現也大幅下降,如下(圖表三)所示:(圖表三)

五、睡眠與憂鬱

睡眠品質和憂鬱的關聯性一直以來是生理心理學的研究方向之一。經過多年的研究成果顯示,憂鬱傾向常導致睡眠品質的低落,如睡眠時間不能持續而遭到中斷等現象。然而,近年來的研究結果發現若睡眠品質不佳,例如睡眠時間過短,或睡眠遭到中斷,亦會導致憂鬱傾向的發生。

於 2013 年在 Sleep Medicine 期刊上發表的論文 [5] 指出,睡眠品質的低落不僅會導致青少年的專注力下降,更會引起憂鬱傾向,另外,該篇研究亦指出, CLOCK 基因亦與睡眠品質有關連性(圖二)。

該篇研究採用了通過測試而標準化個體差異的 14 名女性及 21 位男性作為受試樣本,平均年齡為 19.83 歲,讓受試者在試驗過程中戴上可偵測其心跳及睡眠總長度與持續長度之錶戴式測量儀,於試驗結束時收取數據,搭配口頭問答評估其睡眠品質與專注力之關聯性,並以儀器分析每位受試者的面部表情作為憂鬱傾向的量度,發現自覺睡眠品質低落的受試者在注意力與憂鬱傾向的評估程度都較為低下。此外,每位受試者亦於實驗結束後提供其唾液作為基因分型之樣本,而發現了CLOCK 基因與睡眠品質的關聯性。

(圖二)透過機轉分析,預測抑鬱症狀的變化

六、出自「 PTSD 」的結語

在 2017 年的 JAMA Psychiatry 討論 [19] 了一位在戰場上面對多次危及生命的事件的士兵,在返家以後所面對的難題。雖然案件討論的細節採用了當代的思維,分析出來的結果卻往往無法有新的見解。這類型的案件在 1980 年時,因為政治因素,在 DSM-3 的時候將創傷後壓力症候群(posttraumatic stress disorder,PTSD)收納進去,診斷形式卻一直到 2013 發佈的 DSM-5,PTSD 才真正開始被反思,並將神經科學的見解納入診斷的過程裡頭 [18]。

現象學而言,多數的個體在遭遇創傷事件以後的第一個月內都會有短暫的不適應期,經歷了無感或是情緒亢奮、惡夢、焦慮、過度警戒等狀況。而一部分的人則可能會依舊維持這些不適症狀,演變成長期的失衡 [17]。

診斷 PTSD 患者需要對個人的歷史有透徹的了解,包含了:過去的經驗、信仰、文化、社會給予的支持,還有一系列不同的正負面因素。因此診斷上,除了純粹從臨床心理學的視角,也該將關鍵的生物因子納入考慮的範疇。

1. 恐懼制約

擁有高度適應(adaptive)能力的恐懼制約在演化上提供了危險環境當中絕佳的防禦,透過特定事件所觸發的制約行為,讓個體避開經歷相同的事故,大幅增加了存活下來的機會。但同樣的防禦行為在個體回歸安全環境時,PTSD 乃這些防禦性反射(defensive reflex)沒有隨著環境做適應學習的結果。

因此,有些探索中的治療方式 [21] 為提供增加突觸可塑(pasticity)的化合物,像是能夠觸發 N-methyl-D-aspartate 受器的 D-cycloserine,來輔助諮商的過程。藉由增加大腦可素的能力,讓患者能夠更迅速的脫離受到創傷所產生的恐懼制約。

2. 異常的神經迴路

研究指出 PTSD 的患者可能是杏仁核(amygdala)過度興奮,但內側前額葉皮質(medial prefrontal cortex,PFC)卻沒有啟動的不平衡結果。調節異常的結果,導致控管驚嚇反應、過度敏感以及其他恐懼反應的下游神經迴路過度活躍。

倘若從這個角度切入 PTSD 患者的治療,臨床上可以著重在恢復杏仁核與 PFC 之間的功能。像是可以透過服用選擇性血清素再吸收抑制劑(selective serotonin reuptake inhibitor,SSRI)來減少杏仁核的活動 [22]。

神經科學除了能提供臨床心理上藥物的輔助,對於神經迴路的了解也提供了預防的方式。我們可以在受控環境暴露於未來可能造成創傷的事件,進而建立對未來真正面對事件衝擊的防禦能力,謂之壓力免疫訓練(stress inoculation)[23]。

3. 記憶的固化

記憶固化(memory reconsolidation)說明了每當記憶被回想起時,這些腦中的記憶會被小幅度的調整過並再度經歷固化。這個過程記憶可能會帶入新的體驗而被小幅度修改,進而提供了面對創傷開啟了增加詮釋視角的可能性。因此每次 PTSD 患者回想起創傷的經驗時,患者的記憶可以被刷新。

基於這個概念,有些行為療法 [24] 會特別針對記憶固化的行為做設計;有些則會輔以像是 Propranolol [25] 等藥物來阻止創傷記憶在回想起來以後再度被固化。近期的研究也指出可以透過電痙攣療法(electroconvulsive therapy,ECT)的全域麻醉效果來阻止記憶的固化 [26]。

4. 表觀遺傳學

由於表觀遺傳學的機制可以造成跨代的影響,有些研究者正在探詢透過表觀遺傳學來作為 PTSD 的診斷與治療方式,像是預測很有可能獲得 PTSD 的族群,或是透過基因當中的生物標記來預測患者對 PTSD 療程的反應。

其中最令人興奮的事情莫過於發現 PTSD 患者發生甲基化的基因在經過心理治療以後有逆轉的跡象,這代表了表觀遺傳學當中給予 PTSD 病患的先天標籤,是有機會被後天的治療行為所解除 [27]!這些證據提供了預防早期創傷的影響或是減少長期後遺症全新的視角,對於大眾的心靈健康提供了更多的希望。

5. 基因

當今精神病最大的阻礙莫過於臨床的診斷是透過患者的行為做評斷,但這樣的診段可能把神經生物層級的不同族群歸類在同樣的類別。因此 Research Domain Criteria 計畫 [28] 的誕生,著眼於提供精神疾病診斷神經生物領域做為基石,並期待未來能提供更精準的治療策略。

鑑定出與精神疾病相關的基因可以提供兩個目的,一者為暸解 PTSD 在分子層次的機制,進而開發出新的療法;一者為提供基因表現的模式,讓醫師能鑑別出不同患者以及各自所適合的治療手法。

現代神經科學的發展迅速的開拓了我們對精神疾病的了解。在這波的改革中,這篇針對與 PTSD 相關的 5 種神經科學的議題展現了兩側相牽連的互動,並提供了未來的研究新的途徑。

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