認知控制與情緒/Cognitive Control and Emotion – 認知與神經造影實驗室 WJ Kuo Lab

認知控制/ Cognitive Control

認知控制是一種能夠依照當下的目標，隨著時間處理資訊，進而引導行為的能力。這種能力也跟注意力控制、抑制控制、工作記憶、認知彈性有關。基於神經心理與神經生理的研究，前額葉不是負責認知控制的唯一重要腦區，尾狀核 (caudate nucleus) 與丘腦下核 (subthalamic nucleus) 同樣在調節認知控制上扮演很重要的角色。

我們使用fMRI、EEG等工具結合 stop-signal paradigm，來探討抑制控制的神經基礎。近期我們與其他團隊已證實，右側 fronto-basal-ganglia network負責抑制控制，以及 frontoparietal network 負責直接注意力。

探討動機與抑制控制的關聯

藉由 fMRI，我們發現動機狀態(motivation status)會影響 anterior caudate 與 pre-supplementary motor area (pre-SMA)的活性，動機(motivation)會透過改變 pre-SMA 與 right inferior frontal gyrus (rIFG)之間的連結來影響抑制行為。

Brain areas showing strengthened coupling with the pre-SMA when participants were motivated. Brain activations were thresholded at voxel level p < 0.005 and corrected at cluster level with a FWE p < 0.05. (pIFG: posterior inferior frontal gyrus; AC: anterior caudate; pSTS: posterior superior temporal sulcus.)

EEG實驗證據

從事件相關電位(ERP)可以看到，當受試者被激勵時，「無法成功停止」的行為會誘發較大振福與較早的N2，顯示受試者對於無法正確停下的錯誤訊息很敏感。

無法預期的酬賞對於動作抑制的影響

從fMRI影像上可以看到，由無法預期的事件所引發的廣泛範圍腦區，對事件的正負性( 酬賞/懲罰 )不敏感，顯示bottom-up 注意力部屬是源自 salience effects。然而，行為測量與區域腦區活性的跨受試者相關分析顯示，pre-SMA 與 right posterior inferior frontal cortex 對無法預期事件的正負性( 酬賞/懲罰 ) 有不同的影響。

The SSRT reduction was highly correlated with rIFG activity only for the positive reward (Left) but highly correlated with activation in the right pre-SMA only for the negative reward (Right). Improvement in action inhibition was associated with the regional activity related to inhibition processes, but the impacts were different depending on the reward valence.

Publications

Lee H. -J., Lin F. -H., & Kuo W. -J. (2017, Aug). The neural mechanism underpinning balance calibration between action inhibition and activation initiated by reward motivation. Scientific Reports, 7(1), 9722.

音樂與情緒/Music and Emotion

對大部分哺乳類動物來說，待在群體內有利生存。當個體受到孤立，就會感受到強烈又難受的情緒來督促個體回到群體生活。被伴侶拋棄還被朋友或同事排擠還難受，這種感受持續的時間很長，會造成身心健康受損，也比一般狀態的人高20倍的機率得到憂鬱症。這是一種很複雜的情緒，混合著悲傷、焦慮、困惑、生氣、執著、後悔等。當困在心碎的風暴中，你什麼事都做不了，只能等待這場風暴過去。

目前無論是主動﹝參與音樂產出﹞或是被動﹝聽音樂﹞的音樂治療已普遍運用於臨床，但其神經機制還尚未被釐清，僅有一篇研究發現音樂除了能降低生理痛覺，也能降低跟痛覺相關的腦區活性。那麼，音樂作用於難受的情緒呢？甚至為什麼難受時會想聽悲傷音樂？即使會使情緒更糟糕，那為什麼還要聽？我們試圖以音樂治療中的同質原則來回答這個問題。

誘發情緒的 fMRI 實驗

除了主要欲觀察的「失戀」回憶，我們使用「好朋友」快樂回憶與「不熟的人」情緒中性回憶作為對照。

腦造影結果顯示：
● 跟評量自身情緒狀態相關的 vmPFC, PCC腦區活性，在被分手回憶跟好朋友回憶差不多、沒有差別，但兩者活性都比中性回憶高。
● 隸屬於salience network 的 anterior insula, dACC 腦區的活性皆是被分手回憶 > 好朋友回憶 > 中性回憶。

在極度難受的時候，要先聽悲傷音樂還是快樂音樂？

以第一個實驗確保能穩定誘發受試者的難受情緒後，我們可以接著探討音樂對這些腦區的影響。

心情不好的時候人們更傾向去選擇跟自己難受情緒一致的音樂，特別是面臨分手或死亡等人生重大事件時。悲傷情緒的人一開始選擇的歌有90%是悲傷歌曲，隨著時間流逝，聽快樂歌的比例逐漸增加回比例各半。
由上述文獻可以觀察到，在難受時會有選擇聽情緒一致音樂的傾向，即使聽完悲傷音樂會使情緒更糟，但還是會想聽。如此，那為何還要聽悲傷音樂呢？我們欲以音樂治療中的同質原則來解釋這個現象。同質原則指的是，一開始以跟個案情緒一致的音樂與個案產生共鳴，再依序漸進轉換音樂的類型，進而轉換個案的情緒。