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“戒烟为何如此之难?”心理学部教授团队揭示香烟线索扰乱吸烟者主动抑制相关脑网络动态交互的神经机制

发布时间:2023-05-11

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作者:赵海潮、何清华

审核:冯廷勇

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超过97%的吸烟个体都经历过尝试戒烟的8天内复吸。那么,戒烟为何如此之难?一方面是因为香烟戒断过程,吸烟个体对香烟相关突显线索有更强的反应,这会打破吸烟个体内稳态,引发强烈的吸烟渴求另一方面是由于吸烟成瘾导致个体的抑制控制能力(包括被动反应抑制与主动抑制控制)受损。此外,主动抑制是吸烟个体寻减少或戒烟时必备的重要能力,它能够帮助吸烟个体在日常生活中面对突显的吸烟线索时,能够预先抑制自身对香烟的感觉寻求行为,调查戒烟个体的主动抑制能力将有助于理解戒烟个体的主动抑制的潜在神经机制,并促进开发设计戒烟的有效策略。然而,目前针对戒烟个体主动抑制,特别是对突显香烟线索环境下吸烟个体主动抑制的行为与认知神经机制的认识,仍然十分有限。

202355日,西南大学心理学部“决策神经科学与成瘾预防”研究团队何清华教授、赵海潮副教授在成瘾神经科学权威期刊《Addiction Biology》上发表了题为“Brain modular connectivity interactions can predict proactive inhibition in smokers when facing smoking cues”的研究论文。研究者运用线索反应任务与停止信号预期任务,结合功能磁共振技术,探究吸烟个体在短时戒断后,香烟线索对主动抑制能力影响的神经机制。研究运用任务态模块分析提取到三种参与到主动抑制稳定块,揭示了主动抑制负荷调节了主动抑制相关网络模块内/间的动态交互,以及突显的吸烟线索扰乱脑网络模块有效动态交互作用,对促进理解成瘾群体主动抑制的潜在神经机制,对促进开发吸烟成瘾干预与治疗方案,都具有重要意义。


   


图1. 实验流程图(A)、停止信号预期任务(B)、主动抑制加工区域(C)和网络模块(D)


研究招募了26名正常健康的右利手的吸烟者,烟龄均在两年以上,且日吸烟量大于10支。所有被试需要完成两次线索反应任务与停止信号预期任务的功能磁共振扫描分别是在中性线索环境和吸烟线索环境下完成(见图1A)。研究基于图论的模块分析,识别提取了个体完成停止信号预期任务过程中,与主动抑制相关络的模块化结构(图1D),并进一步研究不同主动抑制负荷和突显香烟线索是如何调节这些模块内/间的相互交互作用。

研究发现了三个稳定的网络模块:感觉运动网络(SMN)、认知控制网络(CCN)和默认模式网络(DMN),参与到主动抑制动态加工过程(图1D)随着主动抑制负荷增加,SMN、CCN内部和SMN-CCN之间的功能连接增强,DMN内部和SMN-DMN、CCN-DMN之间的功能连接减弱;同时,突显香烟线索会干扰主动抑制相关网络模块的有效动态交互作用(2)。此外,在节点区域水平,发现负责主动抑制加工的关键节点-右侧额上回、眶额回、中央前/后回以及双侧基底节等区域的活动,受到突显香烟线索与抑制负荷的调节。

                           

图2. 模块连接受到主动抑制负荷与香烟线索的调节


最后,研究运用支持向量机预测模型,证实了这些大脑网络模块的功能交互能够预测吸烟个体的主动抑制行为表现(3)这些发现从大尺度网络角度推动了我们对主动抑制的神经机制的理解未来针对戒烟个体开发特定的干预措施提供理论指导

                           

3. 大脑节点/网络模块-行为关联

西南大学心理学部赵海潮副教授为该论文第一作者,硕士研究生葛梦娇为论文共同第一作者,赵海潮副教授与何清华教授为论文通讯作者。研究得到了国家自然科学基金(No. 31972906),重庆市自然科学基金(cstc2020jcyjmsxmX0215),中央高校基本科研业务费(SWU2209235),西南大学“创新研究2035先导计划(SWUPilotPlan006),高端外国专家引进项目(G2022168001L)和认知神经科学与学习国家重点实验开放课题基金(CNLZD2102)等多个项目资助。


论文链接:https://doi.org/10.1111/adb.13284

更多何清华教授科研成果请参阅课题组网站:http://www.he-lab.cn/

审核:冯廷勇