【要点】 通过fMRI(功能性磁振造影)与EEG(脑波检查)的同步测量,世界首度发现与心理韧性(对心理压力的适应能力)相关的大脑活动,并非在承受压力的瞬间,而是在「约60分钟后」表现得最强烈。 确认了大脑的警报系统(显著网络,Salience Network)静止,并切换至内省模式(缺省模式网络,Default Mode Network)的过程,是恢复的关键。 由于证实了提升韧性的最佳状态与介入时机,这项研究预期将在心理健康及教育领域中,对更有效的压力对策带来重大贡献。 【概要说明】 高知工科大学综合研究所脑沟通研究中心的渡边言也助理教授(现任:静冈理工科大学信息学部准教授)与竹田真己教授等研究团队,世界首度解开了人类适应压力环境的力量,即 心理韧性 (*1)发挥时的大脑机制。 研究团队运用空间分辨率优异的 fMRI(功能性磁振造影) (*2)与时间分辨率优异的 EEG(脑波) (*3),采用高度计测手法同步使用,详细记录了人类在承受急性压力后,长时间的大脑活动。结果发现,与过去主要关注压力承受当下反应的韧性研究不同,人类特有的韧性是在承受压力后约60分钟,经过巨大的时间延迟(time lag)后才会在大脑中显现(请参阅图1)。 本研究成果为压力社会中的心理健康照护与教育支持,提出了崭新的介入时机(时间窗),并已刊载于国际影响力极高的综合科学期刊《PNAS》(Proceedings of the National Academy of Sciences;美国国家科学院院刊)。 图1.与心理韧性相关的大脑网络时间变化。上排为fMRI测得的功能性网络变化。圆形外围的带状区域代表大脑部位,连接部位代表同步活动。约60分钟后,韧性高的人以后扣带皮质(Posterior Cingulate Cortex)为中心,内省模式网络活动达到高峰;而韧性低的人则观察到与大脑警报系统相关的网络活动较为强烈。下排为EEG测得的「高β波」(与压力、紧张相关)强度变化。承受压力当下,韧性高与低的人之间并无显著差异,但在约60分钟后,韧性低的人在高β波成分上有广泛且强烈的显现。 【研究内容与成果】 过去的韧性研究主要以动物实验为中心,评价标准仅在于强大压力下「是否表现出类忧郁行为」的简单行动指针。然而,人类的韧性并非单纯对压力迟钝,而是与过往经验、自我性能感、积极态度等高度心理过程复杂交织而成。本研究团队深入探讨了过去被视为「黑盒子」的这项「人类特有的压力适应机制」。 在本研究中,针对约100名参与者,追踪其在承受冷刺激(cold pressor test)造成的急性压力后,长达约90分钟的精密变化。 多角度计测 :除fMRI与EEG外,同步测量心跳、呼吸、瞳孔反应,甚至压力荷尔蒙(唾液中皮质醇),全面记录大脑与身体的动力学。 活用心理量表 :使用国际韧性评估量表(CD-RISC)(*4),将个人拥有的「心灵韧性」数值化,并与大脑活动进行比较。 分析结果显示,与韧性相关的大脑活动,并非在承受压力当下,而是在 承受负荷约60分钟后 ,才首次表现出明确特征。此发现颠覆了「大脑的压力反应在30分钟内达到高峰」的传统定论。 具体而言,通过fMRI观察到,韧性越高的人,在60分钟后,负责压力反应与紧张感的 显著网络(Salience Network, SaN) (*5)明显趋于平静,而参与内省与自我相关处理的 缺省模式网络(Default Mode Network, DMN) (*6)则会增强。此外,EEG亦显示在相同的「约60分钟后」,与压力及紧张状态相关的 高β波段(high β) (*7)脑波会显著下降。反之,在韧性低的人身上,则观察到了截然相反的模式(请参阅图2)。 图2.在压力负荷60分钟后显现的韧性相关大脑表现 性质迥异的fMRI与EEG两种计测手法,一致指向「60分钟后」这一相同时段,证实了本研究成果具有极高的可靠性。本研究带来了深远的成果,即鉴定出了动物模型无法捕捉、人类为了调节自我内心所需的「时间窗口(temporal window)」。 【未来展望】 本次厘清的「高β波段降低」与「缺省模式网络活化」,被认为是因压力而受创的身心走向恢复的关键钥匙。今后,研究预期将瞄准压力负荷后的「60分钟后」这一时段,利用脑部刺激技术对高β波段活动进行抑制性控制,验证是否能人为地提升个人的心理韧性。 此外,本次锁定的大脑活动指针,期待能活用为评估PTSD(创伤后压力症候群)或忧郁症等压力相关疾病「多容易康复(缓解的容易度)」与「疾病经过(预后)」的新型生物标记(biomarker)。通过客观数值评估的可能性,将有助于实现早期风险检测,并在对个人最适切的时间点进行支持的「客制化」心理健康介入。随着这类发展,提升韧性的最佳大脑状态与介入时机将获得科学证实,期待在医疗、