强迫症神经心理学研究进展
2011246Journal of Psychiatry ，2011，Vol 24，No．6
强迫症神经心理学研究进展
陶
睿
1
*
朱春燕
1
王克永
2
谢雯
2
【摘要】强迫症（obsessive-compulsive disorder ，OCD ）的脑机制一直是研究的热点和难点，本文介绍了近几年关
于强迫症影像学及事件相关电位方面的研究进展以及在神经心理学方面损害情况，如对强迫症患者的错误监测、抑制控制及认知灵活性减退做了简要的概述，并简要阐述前扣带回皮层在这些认知功能中的联系。【关键词】强迫症错误监测反应抑制神经机制【中图分类号】R749．7
【文献标识码】A
【文章编号】1009－7201（2011）－06－0474－04
速度就越慢。左侧OFC 和右侧DLPFC 的灰质密度越
［7］
高其强迫症状越严重。研究亦发现左侧OFC 的灰质容积与OCD 强迫症状严重程度呈正相关，额上回的
［8］
灰质容积与症状的严重程度呈负相关。研究也存在不一致的观点，Togao O 研究显示OCD 患者在双侧前额叶皮层中部、右侧运动前区、右侧OFC 、右侧DLPFC 和枕部灰质密度减少。OCD 患者白质密度在右侧前肢、右侧OFC 和左侧ACC 是增加的。OFC 和ACC 白质密度的异常同样提示了前额叶－纹状体环路的异常。
1．3fMRI （功能性核磁共振）
［9］
强迫症患者大脑结构的改变与其神经心理学改变
密切相关，其脑机制主要被认为是前额叶－纹状体环路的异常所致。近几年，用神经心理学、事件相关电位（ERP ）和脑功能成像方法（fMRI ）从认知方面探讨其神经生物学机制已经成为OCD 研究的极有前途的方向。现就以下几方面相关研究综述如下。
1
1．1
影像学研究
MRS （磁共振波谱分析）和PET （正电子发射断层扫描术）早期研究发现OCD 强迫症状的发生是由于纹状体或苍白球的损伤，涉及到基底节和前额叶纹
［1］
状体环路。PET 亦证实了OCD 患者存在前额叶－纹状体的损伤。Evans 提出OCD 患者在休息时，尾状
frontal cortex ，OFC ）、核、眶额叶皮层（orbito-前扣带回
在神经心理学研究
Nakao 发现正常对照组在执行关于抑制控制的中，
Stroop 任务中涉及到多个脑区激活，包括DLPFC 、ACC 、尾状核、丘脑以及小脑，而OCD 患者ACC 的BOLD （Blood Oxygenation Level Dependent ）激活减［10］
OCD 患者少。其进一步研究发现强迫症状改善后，
ACC 和小脑的区域的激活情况改善［11］；在DLPFC 、
Nabeyama M 亦发现OCD 患者ACC 和小脑的激活减
ACC ）和下丘脑葡萄糖皮层（anterior cingulate cortex ，
［2］
的代谢是增加的。Mitterschiffthaler 通过诱导OCD
［3］
患者的强迫症状发现尾状核和OFC 的血流增加。
Kegeles LS 发现OCD 患者和对照组的脑区中5－HT 2A GLx （谷氨酸和谷氨酰胺）和GABA 水平上没有受体、
差异。但是这些物质的生化水平与强迫症状有着高度的相关
［4］
。研究发现在冲突监控时右侧背部的前扣
带回皮层（dACC ）多巴胺神经递质的传输显著增［5］加，这提示神经病学疾病中认知缺损的原因可能与多巴胺功能异常有联系。
1．2VBM （voxel －based morphometry ）
Gilbert AR 发
现OCD 儿童在左侧ACC 和额上回的灰质密度降低，
［6］
右侧壳核的灰质密度增加。研究进一步发现OCD 患者左侧丘脑灰质密度增加、左侧OFC 以及右侧背外
DLPFC ）的侧前额叶皮层（dorsolateral prefrontal cortex ，
灰质密度增加。而右侧丘脑的灰质密度越高，运动机
能越低；背外侧前额叶皮层灰质密度越高，处理功能的
*
少，强迫症状显著改善的患者在Stroop 任务和行为学
OFC 任务中成绩会改善；而小脑和某些脑叶激活增多，
前额叶中部以及颞叶区域激活减少。小脑的功能异常
［12］
在OCD 症状得到改善后其激活情况会正常化。研究亦发现OCD 患者在抑制和认知控制任务中前额叶、
［13］
纹状体和颞叶脑区激活减少，并且OCD 的强迫症
［14］
状与OFC 和ACC 环路是有关的。Page LA 发现OCD 在运动抑制和认知转换中显示了与任务相关的前额叶－纹状体功能异常，在Go /No－go 和Switch 任
OCD 患者显示OFC 、务中，纹状体、下丘脑区域与任务
OCD 患者出相关的激活。在Stroop 和Switch 任务中，
现了短暂的顶叶区域的激活。
静息态的研究也验证了上述研究结果，Sakai Y
［15］
基金项目：安徽省自然科学基金（编号：090413147）；安徽省国际科技合作计划（编号：[1**********]）
作者单位：1．230032合肥，安徽医科大学医学心理学系2．安徽省精神卫生防治中心E －mail ：ayswallow@126．com 通讯作者：朱春燕，
474
2011246Journal of Psychiatry ，2011，Vol 24，No．6
发现基底节在OFC －纹状体环路和背外侧前额叶－
纹状体环路中存在功能的连贯性，腹侧纹状体功能的DLPFC 和腹侧前额叶皮连贯性在OCD 患者的OFC 、
［16］
层中部是显著的。研究进一步发现OCD 患者在静DMN ）中出现了默网络系统（the default mode network ，
并发现OCD 前额叶皮层下环路中功能连贯性的减弱，
患者在DMN 中ACC 、中部前额叶和壳核功能连贯性
［17］
减弱。
OCD 患者的神经解剖结构的改变与其综上所述，认知功能是密切联系的。OCD 患者存在前额叶－纹
状体环路的异常，而这可能也是导致抑制控制异常的关键，特别是环路中的OFC 和ACC 与OCD 的抑制控制有着密切联系。我们发现在OCD 患者中OFC 、ACC 、尾状核以及丘脑的高度激活是OCD 特征性病理改变之一。Kegeles LS 的研究提示OCD 的症状可能是由于在皮层－纹状体路径中直接或间接的谷氨酸信号增加所致。在今后的神经药理学方面的研究中我们更应该深入了解OCD 的分型与神经药理学的关系，评估基于神经药理学提出的研究假设的正确性。Nakao 和Nabeyama M 研究说明OCD 患者经过治疗后症状改善后其脑部功能激活情况也会改善。Sakai Y 的研究提示基底节具有功能上的多样性，在多个神经环路中
而他从皮层和皮层之间的神经网络水平发挥着作用，
来进行研究，这为我们以后再研究OCD 的神经机制提
供了一个新的视角。Gilbert AR 没有发现先前文献中所报道的丘脑中存在灰质密度的改变，可能是由于样本含量太少以及所使用的分析方法的差异所致。Gilbert AR 和Togao O 的研究中OFC 以及DLPFC 的灰质密度研究结果的不同可能是由于这个区域功能的多样性和结构的复杂性所致。
ERP 中波幅的改变可能是OCD 的特质性标记，因为儿童OCD 患者在成功治疗前后ERN 的激活程度并没有改变。虽然抑郁症和OCD 都发现了ERN 波幅的增加，但是存在区别：CRN 的增幅只出现在了OCD 患者中；两组中的ERN 也存在着不同：抑郁症显示了在
OCD 患者中惩罚条件下错误相关脑区激活显著增加，
［21］
则没有发现。关于抑郁症合并强迫症状仍需要更进一步的研究，并且现阶段关于CRN 的意义仍需要更深层次的研究来阐述其在OCD 神经机制中的作用。
［20］
研究亦发现OCD 患者Pe 的波幅是增加的。Pe 则可能和ERN 一样反映了行为监控的不同方面，并且Pe 的出现可能与错误的觉察有关，因为错误没有
被觉察时Pe 的波幅是显著减少的，而ERN 的波幅和ACC 的激活程度是没有改变的；Pe 可能反映错误的特点或者与动机相关的错误。而在flanker 任务中不同的任务条件下Pe 在OCD 组和控制组中都有过度的激活，但没有统计学上差异。这种缺乏变化的错误信号可能暗示OCD 个体不能够根据额外的要求降低常规的监控活动
［22］
。
3
3．1
神经心理学研究
行为监控（performance monitoring ）研究发现
OCD 患者行为监控是过度激活的，主要涉及一些前额DLPFC 等。错误监测作为行为监控如ACC 、叶脑区，
中的一个重要成分，它在OCD 患者中是过度激活
［20，22］
。Endrass ［22］发现OCD 中部前额叶皮层存在的
错误－冲突相关的激活。之后，他发现在中性（标准
患者较控制组的ERN 和CRN 显著增加；而条件）下，
在惩罚条件（有惩罚的反馈）下没有显著的区别，而控
制组在标准和惩罚条件下显示波幅的增加，而OCD 组
在惩罚条件下两组存在Pe 的没有变化。相比较而言，
增大，但Pe 没有组间差别。这提示OCD 患者错误监
测过度激活并且OCD 患者的行为监控是由错误信号
［20］
来调节的；而缺少变化的错误信号可能暗示强迫症患者不能够根据额外的要求降低常规的监控活动。GründlerT ［19］和Cavanagh JF ［23］在验证了OCD 患者的皮层－纹状体环路在行为监控中过度激活时发现，OCD 患者在行为监控的不同阶段和时相是不同的，并出现了ERN 出现任务相关的分离。提示强迫症状在某些神经系统的过度激这些神经系统中存在着分离，
活能够更好地避免不恰当的选择，而某些过度激活的神经系统则促使强迫行为的发生。3．2
反应抑制（Response inhibition ）
神经生理学观
点认为强迫行为和强迫观念可能来源于抑制反应的缺陷。OCD 患者由于认知抑制和行为抑制能力的缺陷，无法在需要适应环境时做出快速改变，抑制ACC 发出“错误”信号，从而出现强迫性的观念与行为。根据
475
2事件相关电位（ERP ）
研究显示OCD 患者在认知功能的研究中出现了
ERP 的异常，包括错误相关性负波（ERN ）、正确相关性正波（CRN ）和错误正波（Pe ）波幅的异常。ERN 是ERP 的负性成分，可能反映错误监测的处理，激活的中心可能位于ACC ，波幅受OCD 个体对任务评估处理
［18］
的影响。研究发现OCD 患者在Go /NO－Go 任务
［19］
中的ERN 波幅增大。Endrass 进一步发现OCD 患者和对照组都显示了对于全错（full error ）和全对（full correct ）的选择时，ERN 和Pe 增大。OCD 患者显示了CRN 的增加而且CRN 与症状的严重程度有关［20］。这提示错误监控的过度激活在错误的处理，在对正确反反应监控或者评估处理中都是存在的。CRN 可能应、
反映独立的监控加工：传达反应策略的冲突以及尽可能有效调节行为的需要，甚至在正确反应中CRN 代表着更深层次的行为调节信号。
2011246Journal of Psychiatry ，2011，Vol 24，No．6
OCD 患者抑制控制缺陷的类型不同，主要分为认知灵活性的减退和运动抑制。
认知灵活性是一种将反应定势转换到能够适应变
化或不可预测的情景中去的能力。有研究认为强迫思
［24］
维的发生和维持可能与认知灵活性的减退有关。Chamberlain SR ［24］对OCD 患者及其他强迫谱系疾病
。Lütcke使用高分辨率的FMRI 研
究发现反应抑制激活了右侧的ACC ，而在错误监测中同样没有变化
发现两侧的ACC 存在着激活
［30］
［29］
。强迫个体（非患者）
在概率学习任务中做不恰当的选择之后存在一个增大的ERN ；而在flanker 任务中高强迫个体存在更小的ERN ，这提示负性觉察在运动反应、加强学习任务和错误监控中神经机制是不同的。研究随后发现在安静状
强迫个体在喙部前扣带回皮层（rACC ）激活增态下，
加，在dACC 激活减少。高强迫个体在rACC 反应竞争
dACC 在加强学任务中错误时出现更大的反应活性，
习任务中错误时反应活性则减少。这些区域的激活程
度与高强迫个体在任务中ERN 的波幅有相关性，但在低强迫个体中则无这样的现象，这些新的发现提示
23］
ACC 中不同阶段和时相对行为监控是不同的［19，。总之，皮层－纹状体环路的过度激活是导致错误监测机制和反应抑制机制异常的关键，而在反应抑制ACC 都是参与其中和错误监测的神经机制的调控上，的，但是在具体的神经机制上存在着一定的区别，而这也为我们以后的研究提供了一个新的方向。
的患者研究发现，虽然OCD 和拔毛症患者都显示了运
但只有OCD 患者存在认知灵活性动反应抑制的损害，
的损害。这提示OCD 患者的强迫思维可能是由于认
知灵活性的缺损导致OCD 患者当从先前的刺激维度进行抑制和转移注意力时出现损害所致。Bradbury C ［25］进一步发现强迫思维与认知灵活性的减退有着密切的关系；他发现高强迫患者的WCST 成绩差于其他
低强迫两组焦虑对照组（惊恐发作和社交恐怖症组），患者的WCST 成绩与这两个焦虑对照组无显著差异。
神经心理学研究发现OCD 患者存在运动抑制的，OCD 患者不能很好在Go /NO－Go 任务中，
在stop 任务中，表现出对停止信号地抑制运动反应，损害
［26］
的反应时延长。Bestea C 在发现OCD 患者存在反应抑制的损害时发现，反应抑制的调节可能与基底节
［15］
4小结与展望
环路有关。运动抑制的调节可能涉及到黑质－纹状体系统的调节；研究中发现Nogo －N2和Nogo －P3波。Nogo －N2反映抑制或在行为之前运动计划的修订，对抑制和控制有着重要的作用，它只出现在需要控制或者在普通行为中的特殊处理时；N2b 波在不匹配（incongruent ）或者No －go 任务条件下得到加强，它可能代表的是反应选择。Nogo －P3可能是由ACC 所产生，可能并不反映运动抑制的本身而是反映抑制结果
［27］的检测或评估的处理，但与运动抑制是有关的。3．3ACC 在错误监测和反应抑制中的作用反应抑
综上所述，我们发现前额叶－纹状体环路的异常可能与OCD 患者错误监控的过度激活、抑制控制的异常以及认知灵活性的减退等神经心理学改变有着密切
在未来的研究的联系。而随着研究手段的不断更新，
中我们采用不同的实验范式、不同的研究方法尽可能
冲突控制与认知抑制和行为抑制多地了解错误觉察、
之间各自的神经机制以及各个神经网络之间的相互作
对于阐述OCD 患者的神用以及神经递质的传输情况，
经机制具有重要的意义，也可为临床上的治疗及用药
提供理论依据。
参考文献12
Graybiel AM ，Rauch SL．Toward a neurobiology of obsessive compulsive disorder ［J ］．Neuron ，2000，28（2）：343－347Evans A ，Katzenschlager R ，Paviour D ，et al．Punding in parkinson ’s disease ：its relation to the dopamine dysregulation syndrome ［J ］．Movement Disorders ，2004，19（4）：397－4053
Mitterschiffthaler M ，Ettinger U ，Mehta M ，et al．Applications of functionalmagnetic resonance imaging in psychiatry ［J ］．Journal of Magnetic Resonance Imaging ，2006，23（6）：851－8614
Kegeles LS ，Simpson HB ，Xiaoyan Xu ，et al．Neurochemistry of obsessive compulsive disorder ：A combined PET and MRS study ［J ］．Jneuroimage ，2010，4：465
Ji Hyun Ko ，Alain Ptito ，Oury Monchi ，et al．Increased dopamine release in the right anterior cingulate cortex during the performance of a sorting task ：A ［11C ］FLB 457PET study ［J ］．Neuroimage ，2009，46（2）：516－521
制和错误监测可能是认知加工中最先发展起来的，反
应抑制在儿童4岁时就能观察到，它是一个不断发展着的与前额叶皮层一同发展成熟的认知功能
［23］
，可以
说反应抑制及错误监测与前额叶皮层之间有着密切的联系。
研究亦发现ACC 参与错误监测和反应抑制认知并且二者的调节机制是不同的。Veen 使用加工，
ERPs 定位技术来考察ACC 调节反应冲突与错误监测作用时，额叶皮层出现了代表反应抑制的N2波和代
并且尾部ACC 出现了显著的激表错误监测的ERN ，
活，错误之后会出现喙部ACC 激活，而ACC 的激活也
在ERN 之后，可能对Pe 有影响。提示这两个电位可能由相同的结构来调节，而尾部ACC 可能参与监控冲
而且错误监测和冲突监控可能由ACC 的不突的调控，同部位调控476
。Raz 和Fan 发现被试在被催眠之后
在冲突情景下ACC 没有激活，而反映错误监测的波幅
［28］
20112466
Journal of Psychiatry ，2011，Vol 24，No．6
error recognition ：aware and unaware errors in an antisaccade ．European Journal of Neuroscience ，2007，26（6）：task ［J ］1714－172019
Cavanagh JF ，Christina M ，et al．Task-related GründlerTOJ ，
dissociation in ERN amplitude as a function of obsessive-compulsive symptoms ［J ］．Neuropsychologia ，2009，47（8－9）：1978－198720
Schuermann B ，Kaufmann C ，et al．Performance Endrass T ，
monitoring and errorsignificance in patients with obsessive －．Biological Psychology ，2010，84：257compulsive disorder ［J ］－26321
Deldin PJ．Neural evidence for enhanced error Chiu PH ，
．American Journal detection in major depressive disorder ［J ］of Psychiatry ，2007，164（4）：608－61622
Klawohn J ，Schuster F ，et al．Overactive performance Endrass T ，
monitoring in obsessive-compulsive disorder ：ERP evidence from correct and erroneous reactions ［J ］．Neuropsychologia ，2008，46：1877－188723
Cavanagh JF ，GründlerTOJ ，Frank MJ ，et al．Altered cingulate sub-region activation accounts for task-related dissociation in ERN amplitude as a function of obsessive-compulsive J ］．Neuropsychologia ，2010，48：2098－2109symptoms ［24
Fineberg NA ，Blackwell AD ，et al．Motor Chamberlain SR ，
Inhibition and Cognitive Flexibility in Obsessive-Compulsive Disorder and Trichotillomania ［J ］．Am J Psychiatry ，2006，163：1282－128425
Bradbury C ，Cassin SE ，Rector NA．Obsessive beliefs and neurocognitive flexibility in obsessive-compulsive disorder ［J ］．Psychiatry Research ，2010（in press ）26
Bestea C ，Willemssen R ，Saft C ，et al．Response inhibition subprocesses and dopaminergic pathways ：Basal ganglia disease effects ［J ］．Neuropsychologia ，2010，48：366－37327
Falkenstein M ，Schwarz M ，et al．Effects of Willemssen R ，
aging ，Parkinson ’s disease ，and dopaminergic medication on response selection and control ［J ］．Neurobiology of Aging ，2009［in press ］28
Veen VV ，Carter CS．The timing of action-monitoring processes in the anterior cingulate cortex ［J ］．Journal of Cognitive 2002，14：593－602Neuroscience ，29
Fan J ，Posner．Hypnotic suggestion reduces conflict in Raz A ，
the human brain ［J ］．Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America ，2005，102（28）：9978－998330
LütckeH ，Frahm J．Lateralized Anterior Cingulate Function during Error Processing and Conflict Monitoring as Revealed ．Cereb Cortex ，2008，18（3）：by High －Resolution fMRI ［J ］508－515
the
resting
state
in
Gilbert AR ，Keshavan MS ，Diwadkar V ，et al．Gray matter differences between pediatric obsessive-compulsive disorder patients and high-risk siblings ：A preliminary voxel-based morphometry study ［J ］．Neuroscience Letters ，2008，43：545－550
7Christiana CJ ，Lencz T ，Robinson DG ，et al．Gray matter structural
alterations to
in
obsessive
compulsive functions．
disorder ：Psychiatry
Relationship
neuropsychological
Research ［J ］．Neuroimaging ，2008，164：123－1318
Jana Kop ㊅ rivová，Ji ㊅ ríHorá㊅ cek ，Jaroslav Tint ㊅ era ，et al．Medial frontal and dorsal cortical morphometric abnormalities are related to obsessive-compulsive disorder ［J ］．Neuroscience 2009，464：62－66Letters ，9
Togao O ，Yoshiura T ，Nakao T ，et al．Regional gray and white matter volume abnormalities in obsessive compulsive disorder ：A voxel-based morphometry study ［J ］．Psychiatry Research ：Neuroimaging ，2010，184：29－3710
Nakagawa A ，Yoshiura T ，et al．A functional MRI Nakao T ，
comparison of patients with obsessive –compulsive disorder and normal controls during a Chinese character Stroop task ［J ］．Psychiatry Research ：Neuroimaging ，2005，139：101－11411
Nakagawa A ，Yoshiura T ，et al．Brain activation of Nakao T ，patients
with
obsessive
compulsive
disorder
during
neuropsychological and symptom provocation tasks before and after symptom improvement ：a functional magnetic resonance imaging study ［J ］．Biological Psychiatry ，2005，57：901－91012
Nabeyama M ，Nakagaw A ，Yoshiura T ，et al．Functional MRI study of brain activation alterations in patients with obsessive ．compulsive disorder after symptom improvement ［J ］Psychiatry Research ，Neuroimaging ，2008，163：236－24713
Heyman I ，Brammer M ，et al．Reduced activation Woolley J ，
during inhibitory control in task-specfic brain regions in paediatric OCD ［J ］．British Journal of Psychiatry ，2008，192：25－3114
Polli F ，Joseph R ，et al．Response monitoring ，Thakkar K ，
repetitive behaviour and anterior cingulate abnormalities in autism spectrum disorders （asd ）［J ］．Brain ，2008，131（9）：2464－247815
Page LA ，Rubia K ，Deeley Q ，et al．A functional magnetic resonance imaging study of inhibitory control in obsessive －compulsive disorder ［J ］．Psychiatry Research．Neuroimaging ，2009，174：202－20916
Sakai Y ，Narumoto J ，Nishida S ，et al．Corticostriatal functional connectivity in non-medicated patients with obsessive －compulsive disorder ［J ］．European Psychiatry ，2010，（in press ）17
Jang JH ，Kim JH ，Jung WH ，et al．Functional connectivity in fronto-subcortical circuitry during 2010，474：158－16218
Endrass T ，Reuter B ，Kathmann N．ERP correlates of conscious obsessive-compulsive disorder ［J ］．Neuroscience Letters ，
（收稿日期：2011－07－11）
（修回日期：2011－07－29）
477