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调查研究
生活满意度的神经机制:来自磁共振成像的证据
何敏 潘南方 刘艳 张勋 王淞 龚启勇

Cite this article as: He M, Pan NF, Liu Y, et al. The neuromechanism of life satisfaction: Evidence from MRI studies[J]. Chin J Magn Reson Imaging, 2022, 13(5): 99-105.本文引用格式:何敏, 潘南方, 刘艳, 等. 生活满意度的神经机制:来自磁共振成像的证据[J]. 磁共振成像, 2022, 13(5): 99-105. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.05.018.


[摘要] 目的 基于对生活满意度的磁共振研究的系统评价,揭示生活满意度的神经机制。材料与方法 遵循系统评价和荟萃分析优先报告项目(PRISMA)的标准流程,全面获取现存的生活满意度的磁共振研究,并提取成像模式、生活满意度的测量和相关的大脑结构及功能指标等数据,再分别对不同脑区的结果进行汇总分析。结果 最终共纳入15篇文献;发现生活满意度与大脑结构和功能存在较为广泛的关联模式,关联脑区主要集中于前额叶皮层,还与边缘系统、顶叶、颞叶和枕叶等脑区的部分结构及功能存在联系。结论 前额叶皮层的结构及功能对个体生活满意度具有重要意义,可能与边缘系统、颞叶、顶叶和枕叶等相关脑区协调活动,通过参与个体的认知、情绪和记忆等功能影响其社会行为和主观体验,从而与生活满意度产生了密切的联系。
[Abstract] Objective The present study based on the systematic review of the MRI literature, on life satisfaction aimed to reveal the neural mechanism of life satisfaction.Materials and Methods We followed the systematic review process of preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses (PRISMA) guidelines to acquire overall existing MRI studies on life satisfaction, extracted the research data, including the imaging modality, the measure of life satisfaction and the relevant indicators of brain structure and function, and further conducted a complied analysis to the results in different brain regions.Results Fifteen studies were totally involved. We found a widespread correlation pattern between life satisfaction and brain. These associations primarily concentrated in the prefrontal cortex, and the structures and functions in the regions of limbic system, temporal lobe, parietal lobe and occipital lobe were also related to life satisfaction.Conclusions The structure and function of prefrontal cortex were of great significance to life satisfaction, and it may coordinate with other related brain regions of the limbic system, temporal lobe, parietal lobe and occipital lobe to influence the individuals' social behavior and the subjective experience through participating in the cognition, emotion and memory functions, so as to be strongly associated with life satisfaction.
[关键词] 生活满意度;磁共振成像;前额叶皮层;系统评价;精神影像学;功能神经放射学
[Keywords] life satisfaction;magnetic resonance imaging;prefrontal cortex;systematic review;psychoradiology;functional neuroradiology

何敏 1, 2, 3, 4   潘南方 1, 3, 4   刘艳 2   张勋 1, 3, 4   王淞 1, 3, 4*   龚启勇 1, 5  

1 四川大学华西医院放射科临床磁共振中心,成都 610041

2 四川大学公共管理学院社会学与心理学系,成都 610065

3 中国医学科学院精神放射影像创新单元,成都 610041

4 功能与分子影像四川省重点实验室,成都 610041

5 四川大学华西厦门医院放射科,厦门 361022

王淞,E-mail:wangs_psych@163.com

作者利益冲突声明:全体作者均声明无利益冲突。


基金项目: 国家自然科学基金项目 31800963
收稿日期:2021-11-05
接受日期:2022-04-24
中图分类号:R445.2  R749 
文献标识码:A
DOI: 10.12015/issn.1674-8034.2022.05.018
本文引用格式:何敏, 潘南方, 刘艳, 等. 生活满意度的神经机制:来自磁共振成像的证据[J]. 磁共振成像, 2022, 13(5): 99-105. DOI:10.12015/issn.1674-8034.2022.05.018

       生活满意度(life satisfaction)是指个体对生活状况整体满意程度的认知评价[1],它对个体的身心健康和社会发展都有着重要意义。首先,低生活满意度会导致个体产生一系列的心理健康问题,如重度抑郁、焦虑、物质依赖等[2]。其次,高生活满意度被认为是一种身体健康的保护因素[3]。高生活满意度人群会有更健康的行为模式[4, 5],心血管疾病、糖尿病等生理疾病的患病率更低[6, 7]。同时,人群的高生活满意度也可以反映出社会较高的经济、政治发展水平和较安全的社会环境[8, 9, 10]

       鉴于生活满意度对个体身心健康的重要作用,近年来随着神经影像技术的发展,特别是MRI技术的逐渐成熟,越来越多的研究开始关注生活满意度的神经基础[11, 12, 13]。揭示生活满意度的神经基础具有重要的理论和实践意义。首先,大脑是个体认知活动和情绪体验的生理基础,并具有较强的可塑性,任何心理和行为的变化都会受到大脑的调控[14],生活满意度这一心理结构也不例外,要全面了解生活满意度的概念本质及其个体差异存在的原因,其中最重要的任务之一就是要深入认知生活满意度和大脑之间的关联模式。其次,生活满意度和大脑联系的实证研究不仅能拓宽认知神经科学的研究前沿,还能促进积极神经科学、人格神经科学和精神影像学等新兴交叉学科的发展。此外,对生活满意度神经基础的研究有助于定位稳定相关的神经标志物,从而为开展行为干预和脑刺激研究提供神经科学的依据。最后,基于生活满意度与精神疾病的密切联系,生活满意度的神经机制对于个体的心理健康有重要意义,能为精神疾病的发病、诊断和治疗提供来自积极认知神经科学的理论和实证证据,更有助于人们更为全面、深刻地认识心理健康。

       因此,部分学者很早就关注了对生活满意度神经基础的研究[13],但可能由于早期成像技术的局限性,这一领域并未受到广泛的重视。直到近年来,MRI技术已成为精神影像学的重要研究工具,对生活满意度神经基础的研究才取得较大的进展。然而,这些MRI研究间仍存在一定的异质性。首先,不同研究所采用的磁共振成像方法不同,不同成像方法的原理、分析方法和结果指标也不同。其次,生活满意度的测量也存在多种方法,如生活满意度量表(Satisfaction with Life Scale,SWLS)[15]和一般生活满意度量表(Life Satisfaction Scale,LSS)[16]等。最后,以往不同研究的研究对象不同,样本量、样本的性别比和年龄等样本特征也存在一定的差异。因此,目前对生活满意度神经基础的磁共振研究尚未有较为一致的结论,可通过对现存的关于生活满意度的MRI研究进行系统评价,从多模态MRI的视角,分析生活满意度与大脑结构及功能的关联模式。

1 资料和方法

       本研究严格遵循了系统评价和荟萃分析优先报告项目(PRISMA)声明的系统评价流程,具备科学的检索策略、明确的纳入和排除标准以及结果特征提取和报告[17]

1.1 检索策略

       使用计算机对Pubmed、Web of Science、PyscInfo、维普中文期刊服务平台、中国期刊全文数据库和万方数据库进行检索,检索时限为2021年9月以前所有文献。利用主题词或关键词组合的检索方法,生活满意度的检索词包括:“生活满意度”“认知幸福感”“satisfaction with life”“life satisfaction”“cognitive well-being”,磁共振成像技术相关检索词包括:“磁共振成像”“神经成像”“神经影像学”“大脑结构”“大脑功能”“磁共振弥散张量成像”“mri”“magnetic resonance imaging”“neuroimaging”“brain function”“brain structure”“functional magnetic resonance imaging”“structural magnetic resonance imaging”“resting-state functional magnetic resonance imaging”“fmri”“rs-fmri”“smri”“diffusion tensor imaging”“dti”。同时,结合手动检索,尽可能全面检索有关的文献。

1.2 文献纳入和排除标准

       纳入的文献必须满足如下标准:(1)研究对象:健康人群,未曾患有神经、精神疾病且大脑无器质性损伤;(2)行为测量:至少使用SWLS和LSS其中一种测量生活满意度的工具,二者的测量内容高度相关(r=0.83)[16];(3)成像方法:至少使用一种MRI技术,如结构MRI (structural MRI,sMRI) [包括三维T1加权成像(three-dimensional T1 weighted imaging, 3D-T1WI)和弥散张量成像(diffusion tensor imaging,DTI)]、静息态功能MRI (resting-state functional MRI,rs-fMRI)和任务态功能MRI (task-based functional MRI,tb-fMRI);(4)研究结果:须报告与生活满意度直接相关的大脑结构及功能的结果,包括MRI图像分析的结果指标[如低频振幅比值(fractional amplitude of low frequency fluctuations,fALLF)、局部一致性(regional homogeneity,ReHo)、灰质体积(gray matter volume,GMV)、白质体积(white matter volume,WMV)、皮层厚度(cortical thickness,CT)和局部大脑激活(regional brain activation,RBA)等]、相关脑区的标准空间坐标和行为与大脑表征的统计分析结果。

       排除如下类型的文献:(1)综述类研究;(2)会议摘要;(3)非英文及非中文的研究;(4)经各种途径均无法获取全文的文献;(5)重复发表的文献。

1.3 文献筛选及数据提取

       由第一作者对检索到的文献标题、摘要和关键词按纳入及排除标准进行初筛;如果一项研究符合标准或其相关性不能确定,则获得全文,再通过阅读全文进行复筛;如果仍不确定,由通信作者进行仲裁。最后,由第二作者独立提取所得文献的数据信息,提取的数据信息包括:作者、发表年份、样本量、样本年龄和性别、成像模态、分析方法和指标、生活满意度测量工具等,交由第一作者核对。第二作者利用获取的结构或功能团簇峰值的标准空间坐标,分别绘制生活满意度相关的结构及功能脑区示意图。

2 结果

2.1 文献检索结果

       文献检索及筛选过程如图1所示。首次检索共收集198篇文献,按文献纳入和排除标准依次剔除后,最终纳入15篇有关生活满意度的MRI研究。纳入的15篇文献均为英文文献,共包括sMRI研究6篇(3D-T1WI 5篇,DTI 1篇)、rs-fMRI研究3篇、tb-fMRI研究6篇。各研究包含的研究对象平均年龄跨度为18~79.5岁。样本量最少为26例,最多为1031例,大部分研究的性别比例较均衡,仅有一项研究女性占比26%。相关文献的具体特征如表1所示。

图1  文献筛选流程图。
Fig. 1  Flow diagram of included studies.
表1  纳入文献的基本情况
Tab. 1  Summary of basic information for included literature

2.2 生活满意度和大脑结构的关系

       如图2所示,生活满意度主要与前额叶皮层和边缘系统相关脑区的结构变异有关,同时顶叶和部分其他脑区的结构也具有一定的作用。

2.2.1 额叶

       共4篇sMRI文献发现了生活满意度与大脑额叶结构的联系。Kong等的两项研究利用VBM技术进行了感兴趣区(region of interest,ROI)和全脑分析,均发现生活满意度与左半球腹内侧前额叶(ventromedial prefrontal cortex,VMPFC)的灰质体积呈负相关[12,18],并且左侧VMPFC的白质体积与生活满意度也呈负相关[18]。另一项VBM研究的ROI分析进一步发现了生活满意度与辅助运动区的灰质体积呈正相关[19]。通过SBM技术进行全脑水平分析发现,高生活满意度个体的左侧额上回(superior frontal gyrus,SFG)及双侧额中回(middle frontal gyrus,MFG)的皮层厚度更低[20]

2.2.2 边缘系统

       共有2篇sMRI文献发现了生活满意度与大脑边缘系统的联系,均为利用VBM技术进行的ROI水平分析。其中一项研究发现生活满意度与右侧海马旁回(parahippocampal gyrus,PHG)的灰质体积呈正相关[12]。另一项针对皮层下结构的研究,发现生活满意度与双侧海马体体积表现为非线性关系,即与中等及较大的海马体积相比,生活满意度的降低主要与较小的海马体积相关[21]

2.2.3 顶叶和其他区域

       仅1篇sMRI文献发现了生活满意度与大脑顶叶结构的联系。Kong等[12]的VBM研究通过ROI和全脑水平分析均发现,个体左侧楔前叶的灰质体积与生活满意度水平呈负相关关系。其余脑区中,一项DTI研究利用神经突方向离散度与密度成像方法对前额岛叶的灰质微观结构进行建模并验证分析,发现双侧前额岛叶皮质的方向分散指数(描述神经突触方向的离散程度)越低,部分各向异性(描述神经纤维的完整性、致密性和平行性)越高,个体的生活满意度水平会更高[22]

图2  生活满意度和大脑结构的关系图。2A:右外侧面;2B:背外侧面;2C:上外侧面。蓝色点表示负相关区域;红色点表示正相关区域。
图3  生活满意度和大脑功能的关系图。3A:背外侧面;3B:上外侧面;3C:上外侧面。蓝色点表示负相关区域;红色点表示正相关区域。
Fig. 2  The relation map between life satisfaction and the brain structure. 2A: Right lateral surface; 2B: Dorsolateral surface; 2C: Superior lateral surface. Red points represent positive association and blue points represent negative association.
Fig. 3  The relation map between life satisfaction and the brain function. 3A: Right lateral surface; 3B: Dorsolateral surface; 3C: Superior lateral surface. Red points represent positive association and blue points represent negative association.

2.3 生活满意度与大脑功能的关系

       如图3所示,生活满意度与大脑功能具有较为广泛的联系,主要集中于前额叶,在颞叶、顶叶、枕叶和皮层下结构的部分脑区中也有相应发现。

2.3.1 额叶

       共3篇rs-fMRI研究发现了生活满意度和大脑额叶功能的联系。Kong等[23]通过全脑关联分析发现,生活满意度与双侧SFG及右侧眶额叶(orbitofrontal cortex,OFC)的fALFF值呈负相关。另外,在ROI水平还进一步发现,左侧OFC的fALFF值与生活满意度表现为负向关系[24],并且右背侧前扣带回(dorsal anterior cingulate cortex,dACC)的ReHo值更高,个体的生活满意度更低[25]

       共4项tb-fMRI研究均在ROI水平下发现了大脑额叶激活程度和生活满意度的联系。在情感标记任务(被试通过观看不同人脸表情及性别的图片并选择自认为相应的情感词汇进行匹配)中,右侧额下回三角部的神经活动可以正向预测三个月表达性写作后的生活满意度的变化程度[26]。通过“面孔-词价”任务(face-word relevance rating task;被试评估自我及不同他人的照片和不同词性的匹配程度)模拟自我参照加工过程时,生活满意度水平与右侧背外侧前额叶(dorsolateral prefrontal cortex,DLPFC)和双侧背内侧前额叶(dorsolmedial prefrontal cortex,DMPFC)的大脑激活程度呈负相关[27]。此外,“反省实际/理想自我差异”任务(要求被试评价现实自我和其渴望的理想自我之间的差距)的研究发现,DMPFC和DLPFC两个脑区的激活水平可以负向预测生活满意度的高低[28]。一项针对老年人的情绪处理激活任务的研究要求被试对代表不同情绪的图片进行评估,发现只有在处理积极情感图片时,高生活满意度人群的左侧OFC和双侧VMPFC的大脑活动程度更低[29]

2.3.2 颞叶和顶叶

       Kong等[23]的rs-fMRI研究在全脑水平的分析中发现生活满意度高的个体,大脑双侧后颞上回(posterior superior temporal gyrus,pSTG)、左侧颞平面(planum temporale,PT)、左侧中央后回(postcentral gyrus,PCG)和右侧后中扣带回(posterior mid-cingulate cortex,PMCC)的fALFF值更高,左侧颞下回(inferior temporal gyrus,ITG)的fALFF值更低。另外,Kim等[27]的fMRI研究发现在“面孔-词价”任务下,个体的生活满意度水平和右侧角回的激活程度呈正相关。然而,一项针对内侧颞叶系统(medial-temporal lobe system,MTLS;包括脾后皮质、海马旁回和腹侧顶下小叶等区域)内部功能链接的fMRI研究,未发现任何MTLS内的各个子区域的神经活动和生活满意度的联系[30]

2.3.3 枕叶和皮层下脑区

       Kong等[23]的rs-fMRI研究经全脑关联分析还发现,生活满意度和右侧舌回及丘脑的fALFF值均呈正相关。在“反省实际/理想自我差异”任务中,个体的生活满意度越高,腹外侧纹状体的激活程度越低[28]。被动浏览任务(3种条件:黑白棋盘、无意义单词、人脸/建筑图片)的tb-fMRI研究发现,个体的生活满意度越高,红核和背内侧丘脑的功能全局效率越高,表示这两个区域的远距离脑通讯能力更强。在“面孔-词价”任务下,个体的生活满意度水平与小脑的激活程度也具有一定的正向关系[31]

3 讨论

       通过上述结果,我们可以发现生活满意度与大脑结构的联系主要集中于前额叶,与边缘系统和顶叶的部分脑区也存在一定的联系。同时,生活满意度与大脑功能也存在较为广泛的联系,在大脑额叶、顶叶、颞叶、枕叶和皮层下等区域均有相关发现,并同样集中于前额叶脑区。以上结果中报告最多的脑区为内侧前额叶区(medial prefrontal cortex,MPFC)。MPFC是默认网络和执行控制网络的重要组成部分[32, 33],参与了情绪调节和社会决策等高级认知加工[34, 35]。研究表明,情绪智力高的个体生活满意度水平更高[36, 37],不同的决策风格也会影响个体生活满意度的水平[38, 39]。如果MPFC的功能受到损伤,可能使个体的情绪处理及决策判断能力下降,导致个体在生活中感受到更多的消极体验,甚至患抑郁症、精神分裂症、社交焦虑等精神疾病[40, 41, 42]。因此,MPFC的灰质体积较小、神经活动程度较低的个体,可能会更善于有效地处理不同情绪和社会决策,感受到的消极体验更少,个体对生活满意程度的评价更高。另一个与生活满意度关联密切的前额叶脑区是OFC。OFC是机体感觉信息整合的重要区域,可以通过重构情景评估并编码不同的情绪体验进行情绪调节,并参与奖赏、决策及期望过程。因此,OFC与个体的快乐体验具有重要联系[43],而积极的情绪体验有助于建立良好的心理韧性,进一步提高生活满意度水平[44]

       颞叶部分与生活满意度具有显著关联的脑区包括pSTG、ITG和PT。其中,pSTG负责对各种声音信号进行加工,是个体进行多种社会知觉及交互活动的基础[45, 46];ITG参与了部分人脸、词汇等视觉信息的编码[47];PT主要负责语言和其他语音信息的处理[48]。因此,pSTG、ITG和PT等区域的神经活动水平可以反映个体接收并处理各种社会信息的能力。如果个体对繁杂的社会信息整合加工的能力更高,那么对不同环境的适应力也可能更好,相应的生活满意度水平也可能会更高。

       顶叶部分与生活满意度相关的脑区为楔前叶和中央后回。楔前叶作为默认网络的重要结构[32],可以整合躯体内部和外界环境的多种信息,同时它也被证实在大脑中具有最高的糖皮质代谢水平,对人类主观意识具有重要意义[49]。楔前叶参与多种自我相关的心理加工,包括自我参照加工、自我意识和自主感等[50, 51, 52],进而关系着个体对外界环境的主观体验以及自我评价的好坏。研究表明,私人和公众自我意识较低的个体,生活满意度水平较高[53]。因此,我们可以推测楔前叶灰质体积较小的个体,生活中无论是私下或是社交活动中对自我的思考都比较少,可能较多地关注对外界环境的主观体验,能更积极地投入生活中的各种活动,从而产生较高的生活满意度。中央后回属于初级躯体感觉皮层,负责对触觉、温觉、本体感觉和疼痛等内、外感知觉信息的处理[54, 55]。因此,通过中央后回对感知觉信息的处理和反馈,个体不仅可以为适应环境变化做出相应的生理调节,也可以做出相应的行为和心理状态调整。当这种反馈-调节过程较灵敏时,个体能更好地适应环境变化,产生更高的生活满意度。

       边缘系统中,个体的生活满意度和海马及海马旁回的体积也具有较为密切的联系。研究表明,海马旁回作为海马体的主要皮质通路,和海马体共同参与了不同记忆(如:情景、语义和再认记忆等)的编码及提取[56],并在压力的感知及调节过程中起重要作用[57]。病理上,海马区功能受损的人群容易患抑郁症及创伤后应激障碍等精神疾病[58, 59]。因此,我们可以推断海马体和海马旁回的体积越大,个体对各种积极和消极事件的记忆处理能力越强,能更好地调节消极甚至创伤性事件产生的压力,从而产生高水平的生活满意度。

       在其他皮层下结构中,丘脑及纹状体和生活满意度也存在显著关联。丘脑是大脑信息传输过程中的一个“交通枢纽”,能聚合来自不同皮层区域的信息并投射到相应的、不同的皮层区域,保证不同皮层功能的协调活动,有利于构建任务相关的功能网络[60]。因此,丘脑的皮层内及跨皮层功能的维持及转化能力越强,大脑对感知觉等各种信息的传输效率就越高,大脑各皮层的信息交流也越高效,与生活满意度相关脑区的功能活动也更加协调。这些脑区可能经丘脑共同参与个体的认知、情绪和记忆等功能活动,影响其主观体验和社会行为,从而关系着个体的生活满意度水平。纹状体是皮层下调节运动反应抑制和执行的关键结构[61],同时也参与了情绪和奖赏信息的整合[62]。研究表明,纹状体激活程度的降低和精神障碍初期个体的快感缺乏有关[63],可以预测重度抑郁症的发展[64]。因此,纹状体神经功能的活跃程度和生活满意度水平的正相关可能表明,纹状体对情绪和奖赏信息的整合能力更强,能提升个体感受快乐的能力,使个体消极体验更少,而生活满意度水平更高。

       总之,颞叶(主要为pSTG、ITG和PT)和顶叶(主要为中央后回)的部分脑区可以通过对环境和躯体的各种感知觉信息的编码和处理,而前额叶可以通过整合多种信息并完成高级的认知和情绪加工,并结合楔前叶的主观意识加工过程、纹状体对情绪信息的处理和海马体的记忆及压力调节功能,从认知、情绪和记忆功能等方面影响了个体的社会行为和主观体验。此外,丘脑的信息转运功能可能协调以上脑区功能的活动,从而共同对个体的生活满意度水平有着重要作用。

       然而,本研究仍存在一定的局限性,未来还需针对目前存在的问题不断完善。首先,目前可纳入的文献较少,可能存在发表偏倚。基于该领域内的已有研究不多,且本研究也可能存在纳入文献不全面的问题,虽然我们已尽可能最大范围地收集文献,但仍可能存在未发表的研究且无法获取。其次,本研究局限于定性的系统评价,较难通过定量的元分析对生活满意度的神经基础得出肯定的结论。由于不同研究间磁共振成像方法、生活满意度的测量方法、图像数据处理等方面存在较多差异,单一模态下的文献数量非常少,目前较难进行定量的元分析。因此,未来应尝试在现研究的基础上进行同模态的研究,以便于通过元分析减少研究的异质性,获得较全面、准确的结论。再次,本研究纳入文献的各样本年龄跨度较大,研究结果无法排除年龄因素的影响。各研究包含的研究对象平均年龄跨度为18~79.5岁,随着年龄的增长大脑结构及功能会逐渐老化,生活满意度的神经基础也可能随之变化。如果未来有更多关于生活满意度的单一模态磁共振成像研究可进行定量的元分析,进一步分析年龄因素的影响。此外,本研究局限于关注生活满意度和各个脑区的结构及功能之间的关系,而较难分析关于脑网络的联系。基于目前直接报告局部脑网络和生活满意度的联系的研究很少,纳入的文献中仅两项研究分别分析了内侧颞叶网络和丘脑全局效率与生活满意度的关系[30, 31],结果较局限,所以难以对相关网络特征进行系统的探讨。但基于生活满意度与大脑广泛的关联模式,可以推测大脑结构及功能可能以脑网络的模式调节个体生活满意度的水平。最后,本研究局限于关注主观且整体性的生活满意度测量。实际上,生活满意度拥有不同的子维度,并存在多维度的测量工具[65],未来的研究应进一步关注不同维度及客观的生活满意度测量工具。

       综上所述,本文通过对15篇关于生活满意度的神经磁共振成像研究进行系统评价,发现前额叶的结构及功能对生活满意度具有重要意义,并可能经丘脑与边缘系统、颞叶、顶叶、枕叶和皮层下部分相关脑区协调活动,通过共同参与个体的认知、情绪和记忆等功能关系其社会行为和主观体验,从而与个体的生活满意度具有密切的联系。

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