【原】情緒對(duì)學(xué)習(xí)與記憶的影響

思影科技 2021-07-10

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情緒對(duì)認(rèn)知過(guò)程有很大影響，包括感知、注意力、學(xué)習(xí)、記憶、推理和問(wèn)題求解。情緒對(duì)注意力的影響尤其顯著，特別是調(diào)節(jié)注意的選擇以及刺激動(dòng)作和行為。注意力和執(zhí)行的控制與學(xué)習(xí)過(guò)程密切相關(guān)，因?yàn)橛邢薜淖⒁饬δ軌蚴刮覀兏玫丶杏谙嚓P(guān)信息。情緒還有助于信息編碼，并能幫助我們有效地檢索信息。然而，情緒對(duì)學(xué)習(xí)和記憶的影響并不總是單向的，研究發(fā)現(xiàn)，情緒會(huì)增強(qiáng)或損害學(xué)習(xí)和長(zhǎng)時(shí)記憶的保留，而這取決于一系列因素。杏仁核和前額葉皮質(zhì)與內(nèi)側(cè)顳葉以一種完整的方式合作：

(i) 杏仁核調(diào)節(jié)記憶的鞏固；

(ii) 前額葉皮層調(diào)節(jié)記憶的編碼與形成；

(iii)海馬支持成功的學(xué)習(xí)和長(zhǎng)時(shí)記憶的保留。

本文回顧了腦內(nèi)情緒控制與認(rèn)知調(diào)節(jié)（自下而上、自上而下）的嵌套層次結(jié)構(gòu)，其可以實(shí)現(xiàn)情緒、認(rèn)知加工的最佳整合。本文強(qiáng)調(diào)了情緒的演化，以此了解情緒對(duì)學(xué)習(xí)、記憶的影響，以及不同腦區(qū)所起的作用及它們?cè)谇榫w加工方面的相互作用。本文還總結(jié)了有關(guān)研究目前所得信息，討論了其對(duì)教育環(huán)境設(shè)置的啟示。除了闡明情緒有增強(qiáng)記憶的作用外，神經(jīng)影像學(xué)的研究擴(kuò)展了我們的理解，這些信息也許有助于我們?nèi)ピO(shè)計(jì)有效的教育課程，為傳統(tǒng)課堂的“現(xiàn)場(chǎng)”學(xué)習(xí)和在線教育的“虛擬”學(xué)習(xí)提供更好的學(xué)習(xí)環(huán)境。本文發(fā)表在Frontiers in Psychology雜志。(可添加微信號(hào)siyingyxf或18983979082獲取原文及補(bǔ)充材料，另思影提供免費(fèi)文獻(xiàn)下載服務(wù)，如需要也可添加此微信號(hào)入群，原文也會(huì)在群里發(fā)布)。

1.介紹

自然界中情緒體驗(yàn)無(wú)處不在且相當(dāng)重要。情緒幾乎可以調(diào)節(jié)認(rèn)知的所有方面，在學(xué)習(xí)環(huán)境中也至關(guān)重要。不同的情緒狀態(tài)影響了規(guī)定期限內(nèi)完成任務(wù)、測(cè)驗(yàn)、考試、家庭作業(yè)的表現(xiàn)，包括沮喪、焦慮、無(wú)聊，即使是一些影響情緒的內(nèi)容也會(huì)影響到個(gè)體的學(xué)習(xí)與記憶。因此，在設(shè)計(jì)教育課程時(shí)，我們應(yīng)仔細(xì)考慮情緒帶來(lái)的影響，最大限度提高學(xué)習(xí)者的參與程度，同時(shí)提高他們的學(xué)習(xí)與長(zhǎng)時(shí)記憶表現(xiàn)。大量研究表明，人類的認(rèn)知過(guò)程會(huì)受到情緒的影響，包括注意、學(xué)習(xí)與記憶、推理和問(wèn)題求解，這些在教育領(lǐng)域都非常重要。最重要的是，研究發(fā)現(xiàn)情緒化的刺激材料比非情緒化的刺激消耗了更多的注意力資源。此外也有研究發(fā)現(xiàn)情緒化的注意力和動(dòng)機(jī)成分與學(xué)習(xí)和記憶的增強(qiáng)有關(guān)。因此，情緒體驗(yàn)/情緒化的刺激似乎能夠被人們更生動(dòng)、準(zhǔn)確、且更長(zhǎng)久地記住。

近期,在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)、情感神經(jīng)科學(xué)和教育心理學(xué)中,更多學(xué)者使用fNIRS(功能性近紅外光譜成像技術(shù))來(lái)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、識(shí)別人類情緒的研究。人類情緒包含了主觀感受之間的復(fù)雜交互，以及外部刺激觸發(fā)的生理和行為反應(yīng)，而人們對(duì)這些刺激的感知是主觀的，取決于他們的個(gè)人取向。用于監(jiān)測(cè)情緒狀態(tài)變化的方法有：

（1）主觀方法-評(píng)估主觀感受和體驗(yàn)；

（2）行為研究-如面部表情、聲音的表達(dá)和手勢(shì)的變化；

（3）客觀方法-基于生理反應(yīng)，包括中樞神經(jīng)系統(tǒng) (CNS) 的電活動(dòng)、血流動(dòng)力學(xué)活動(dòng)以及自主神經(jīng)系統(tǒng) (ANS) 的反應(yīng)(如心率、呼吸量/速率、皮膚溫度、皮膚電和血容量脈沖)。

CNS和ANS的生理反應(yīng)（大腦vs身體器官）可以通過(guò)神經(jīng)成像技術(shù)和生物傳感器客觀地測(cè)量出來(lái)，與主觀、行為反應(yīng)相比，更難有意識(shí)地隱藏或操縱。盡管功能性神經(jīng)成像技術(shù)能夠讓我們識(shí)別到與認(rèn)知、情緒加工相關(guān)的腦區(qū)，但若缺乏對(duì)大腦情緒加工的基本了解，我們很難理解情緒對(duì)學(xué)習(xí)、記憶的影響。

[文章架構(gòu)]

本文強(qiáng)調(diào)了情緒的演化，這可能有助于我們理解情緒對(duì)學(xué)習(xí)、記憶的影響。本文在一開始介紹了情感神經(jīng)科學(xué)研究中常用的術(shù)語(yǔ)(第2節(jié))，講述了情緒與動(dòng)機(jī)在學(xué)習(xí)、記憶中的作用(第3節(jié))，并概述了情緒的演化框架和七種基本情緒(第4節(jié))。本文還介紹了與情緒、記憶密切相關(guān)的各個(gè)腦區(qū)中的情緒-認(rèn)知的相互作用，以此明確這些腦區(qū)的共同交互與長(zhǎng)時(shí)記憶的保留有關(guān)(第5節(jié))。本文隨后討論了一些相關(guān)研究，以此幫助我們理解不同形式的情緒內(nèi)容產(chǎn)生的影響(第6節(jié))。本文還討論了四種主要的功能性神經(jīng)成像技術(shù)，包括功能性磁共振成像(EEG)、正電子發(fā)射掃描(PET)、腦電圖(EEG)、功能性近紅外光譜成像技術(shù)(fNIRS)(第7節(jié))。本文還介紹了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中需要考慮的重要因素，以及一些對(duì)認(rèn)知表現(xiàn)非常不利的精神疾病(情緒上的功能障礙，如抑郁、焦慮)(第8節(jié))。最后，本文對(duì)有效提高教育實(shí)踐和方法的現(xiàn)有問(wèn)題和未來(lái)研究可能性進(jìn)行了總結(jié)性的討論(第9節(jié))。

2.術(shù)語(yǔ)-情緒、心境、感覺(jué)、感情、欲望

情感神經(jīng)科學(xué)中會(huì)用到的術(shù)語(yǔ)有情緒（emotions）、心境（moods）、感覺(jué)（feelings）、情感（affects）和欲望（drives）。盡管情緒已經(jīng)被研究了很長(zhǎng)時(shí)間，但它沒(méi)有專屬的定義。Kleinginna等人提出了具有較為廣泛共識(shí)的定義：情緒描述了一組主、客觀變量之間復(fù)雜的相互作用，其由神經(jīng)與荷爾蒙系統(tǒng)調(diào)節(jié)，可以（a）引起不同情緒效價(jià)（愉悅-不愉悅）和喚醒度（高-低激活/平靜-喚醒）下的情感體驗(yàn)；（b）生成認(rèn)知過(guò)程，如情緒化的知覺(jué)感受、評(píng)估、標(biāo)記；（c）在喚醒條件下激活普遍的心理和生理變化；（d) 激發(fā)通常但并不總是具有表現(xiàn)力、目標(biāo)導(dǎo)向和適應(yīng)性的行為。

盡管這個(gè)定義足夠日常使用，但它沒(méi)有涵蓋情緒系統(tǒng)中的一些重要內(nèi)容，例如情緒如何創(chuàng)造主觀體驗(yàn)，以及如何控制人格（personality dimensions）[補(bǔ)充：如大五人格->經(jīng)驗(yàn)開放性、盡責(zé)性、外向性、親和性、情緒不穩(wěn)定性]。由此，Panksepp 提出：情緒是一種精神神經(jīng)的過(guò)程，在動(dòng)物與動(dòng)物、動(dòng)物與某些對(duì)生存很重要的物體之間的較高強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)行為交流過(guò)程中，情緒能夠影響對(duì)精力、行動(dòng)模式的控制。因此，每種情緒都有其獨(dú)特的感覺(jué)基調(diào)（feeling tone），這對(duì)編碼互動(dòng)行為的內(nèi)在價(jià)值來(lái)說(shuō)非常重要，而如何編碼則取決于它們促進(jìn)或阻礙生存的可能[對(duì)個(gè)人的意義(即時(shí)的)和對(duì)繁衍的意義(長(zhǎng)期的)]。主觀經(jīng)驗(yàn)上的感覺(jué)來(lái)自于各種情緒與“自我”相關(guān)的腦區(qū)的交互，這對(duì)于編碼新信息、檢索后續(xù)事件的相關(guān)信息、高效歸納新事件及決策來(lái)說(shuō)都非常重要。

Panksepp進(jìn)一步提出了七種最基本的情緒，分別為SEEKING（探索）、RAGE（憤怒）、FEAR（恐懼）、LUST（性欲）、CARE（照料）、PANIC│GRIEF（恐慌│傷心）和PLAY（游戲），它們是生活和學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。

心境比情緒持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)，與情緒一樣也可以被劃分為積極的、消極的。相比之下，感覺(jué)是一種必然具有效價(jià)的心理體驗(yàn)，要么是好的，要么是壞的。感覺(jué)伴隨著身體內(nèi)部的生理變化，尤其是內(nèi)臟的變化，包括心臟、肺、腸道，這些變化可以維持或恢復(fù)內(nèi)穩(wěn)態(tài)。感覺(jué)并不總是觸發(fā)情緒。由于產(chǎn)生情緒化的感覺(jué)需要將生理上的不同狀態(tài)重新映射到中樞神經(jīng)系統(tǒng)上來(lái)進(jìn)行認(rèn)知的“評(píng)估”，前島葉皮質(zhì)起到了關(guān)鍵的整合作用。然而，Panksepp (2005) 反對(duì)了這一觀點(diǎn)，他通過(guò)大腦局部電刺激 (ESB)發(fā)現(xiàn)生成情緒體驗(yàn)的是情緒操作系統(tǒng)（皮質(zhì)下結(jié)構(gòu)的尾部和中部），而不是外部環(huán)境或身體狀態(tài)的變化。情感是主觀經(jīng)驗(yàn)下的情緒化的感覺(jué)，與身體狀態(tài)有關(guān)，例如維持穩(wěn)態(tài)的欲望（饑餓、口渴）和外部的刺激（視、聽、味、觸、嗅）。欲望有時(shí)被稱作“情感的核心”（core affect），是意識(shí)上可理解的基本過(guò)程，跨越了效價(jià)、喚醒的正負(fù)兩極。欲望是一種內(nèi)在的行動(dòng)計(jì)劃，用于滿足基本、本能的（生物學(xué)上預(yù)設(shè)的）生理需求，如饑餓、口渴、性欲、探索、玩耍和對(duì)伴侶的依戀；這些有時(shí)被稱為“內(nèi)驅(qū)力”（homeostatic drive）。簡(jiǎn)而言之，情緒、心境、感覺(jué)、情感和欲望所共有的重要特征是它們都具有內(nèi)在效價(jià)：積極的或消極的（愉悅-不愉快/好-壞）。從概念上來(lái)看，情緒像一把“傘”涵蓋了情感、認(rèn)知、行為、表達(dá)和生理上的變化；情緒由外部刺激所觸發(fā)，與感覺(jué)[情緒上的生理變化]、動(dòng)機(jī)[欲望]的組合有關(guān)。

3.情緒對(duì)學(xué)習(xí)、記憶的作用-現(xiàn)有研究證據(jù)

情緒對(duì)學(xué)習(xí)的影響是當(dāng)前許多研究的重點(diǎn)。盡管眾所周知情緒會(huì)影響記憶的保留和召回，但就學(xué)習(xí)而言，情緒的影響仍然存在很多需要探究的地方。一些研究報(bào)告稱，積極情緒促進(jìn)了學(xué)習(xí)表現(xiàn)，提高了學(xué)業(yè)上的成就，這一過(guò)程受到自我激勵(lì)水平和對(duì)學(xué)習(xí)材料的滿意度的調(diào)節(jié)。相反，最近的一項(xiàng)研究報(bào)告稱，以學(xué)習(xí)為中心的消極狀態(tài)（困惑）提高了學(xué)習(xí)表現(xiàn)，因?yàn)檫@增加了對(duì)學(xué)習(xí)材料的關(guān)注程度，從而導(dǎo)致被試在課后測(cè)試和轉(zhuǎn)移測(cè)試中有更好的表現(xiàn)。困惑不是一種情緒，而是一種因矛盾而引起的認(rèn)知失衡的狀態(tài)。一個(gè)困惑的學(xué)生可能會(huì)因?yàn)樗麄儗?duì)主題的理解不足而感到沮喪，這與基本情緒中的“探索”和“憤怒”有關(guān)，伴隨著激活程度較低的憤怒（rage or irritation）以及擴(kuò)大化的“探索”。因此，積極應(yīng)對(duì)困惑的學(xué)生會(huì)通過(guò)額外的認(rèn)知工作來(lái)尋求新的理解，努力解決困惑也促進(jìn)了學(xué)習(xí)。此外，作為一種消極的情緒狀態(tài)，壓力也在研究中發(fā)現(xiàn)會(huì)促進(jìn)和/或損害學(xué)習(xí)和記憶，具體影響取決于壓力的強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間。更具體地說(shuō)，輕度和短期的壓力可以提高學(xué)習(xí)和認(rèn)知表現(xiàn)，而過(guò)度和長(zhǎng)期的壓力會(huì)損害學(xué)習(xí)與記憶。還有一些不好的影響來(lái)自于下丘腦-垂體-腎上腺 (HPA) 軸過(guò)度活躍，導(dǎo)致突觸可塑性和學(xué)習(xí)能力受損。另一方面，情緒對(duì)學(xué)習(xí)和記憶的混雜影響可以用注意力和動(dòng)機(jī)成分來(lái)解釋。注意成分（attentional components）可以增強(qiáng)感知加工，然后通過(guò)“自下而上”的方法幫助我們篩選、組織容易被看到的信息，以此提高大腦功能和意識(shí)。動(dòng)機(jī)成分（motivational components）可以引發(fā)好奇心，這一狀態(tài)與對(duì)新奇的、令人驚訝的活動(dòng)或刺激的興趣相關(guān)。好奇會(huì)鼓勵(lì)我們進(jìn)一步探索，自然也讓大腦為學(xué)習(xí)、記憶做好準(zhǔn)備，這對(duì)于成人與兒童來(lái)說(shuō)都適用?！傲钊梭@訝的”（surprising）一詞可能在概念上被認(rèn)為是一種不協(xié)調(diào)的情況（與預(yù)期情況相反），指先前的預(yù)期與新信息存在差異；它可能會(huì)推動(dòng)對(duì)“學(xué)習(xí)內(nèi)容”（learned content）的認(rèn)知重置（cognitive reset），從而引起人們的注意。

同樣地，已有研究發(fā)現(xiàn)情緒對(duì)記憶功能的積極影響，這一發(fā)現(xiàn)涉及到情緒化的、明顯的刺激可以引起選擇性注意。在最初的感知階段，注意力會(huì)偏向于情緒化的明顯刺激，支持對(duì)明顯的輸入信息的檢測(cè)。因此，刺激選擇性注意增加了情緒化信息在長(zhǎng)時(shí)記憶存儲(chǔ)中被編碼的可能性（這一過(guò)程與額葉、頂葉皮質(zhì)調(diào)節(jié)的感覺(jué)通路中自上而下的控制相關(guān)）。這是一個(gè)感知與注意力間接影響選擇性感知加工以及行為決策的案例。由于人類的感官系統(tǒng)沒(méi)有能力同時(shí)加工所有事情，注意機(jī)制不可或缺。自上而下的注意加工通過(guò)與腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層、顳上溝、初級(jí)視覺(jué)皮層等腦區(qū)的合作（有助于實(shí)現(xiàn)情緒的觸發(fā)和概念化），可以獲得足夠的注意力資源來(lái)加工情緒效價(jià)信息，用以編碼和檢索。同樣，有實(shí)證研究通過(guò)使用各種注意任務(wù)來(lái)檢驗(yàn)這一現(xiàn)象，任務(wù)包含過(guò)濾（雙聲道聽力和 Stroop 任務(wù)）、搜索（視覺(jué)搜索）、標(biāo)記（注意探測(cè)、空間標(biāo)記）和注意眨眼 [快速連續(xù)視覺(jué)呈現(xiàn) (RSVP)]范式。這些研究表明注意加工是有偏向的，這一過(guò)程偏向于情緒化的刺激材料內(nèi)容，伴隨著增強(qiáng)的感官反應(yīng)。一項(xiàng)研究報(bào)告，情緒化的刺激會(huì)引發(fā)“彈出”效應(yīng)（“pop-out” effect），導(dǎo)致注意捕獲（attentional capture）和優(yōu)先加工（privileged processing）。此外，一項(xiàng)使用了 RSVP 范式的研究將健康受試者與一組雙側(cè)杏仁核損傷的患者進(jìn)行比較，結(jié)果表明健康受試者對(duì)情緒化詞語(yǔ)的感知和注意更強(qiáng)，這表明杏仁核在情緒加工中起到了至關(guān)重要的作用。此外，功能性神經(jīng)影像技術(shù)顯示，腦區(qū)中有島葉皮層、次級(jí)軀體感覺(jué)皮層、扣帶回皮層、被蓋核、下丘腦通過(guò)整合外部和內(nèi)部的輸入信息來(lái)調(diào)節(jié)注意集中（attentional focus），從而生成情緒感受，調(diào)節(jié)動(dòng)機(jī)狀態(tài)，獲得內(nèi)穩(wěn)態(tài)。所有與強(qiáng)烈動(dòng)機(jī)成分相關(guān)（如在心理上突出的身體需求）的情緒都通過(guò)基本情緒“探索”來(lái)運(yùn)作，該基本情緒刺激食欲/探索行為，以此獲得生存所需的資源。

情緒和內(nèi)穩(wěn)態(tài)的區(qū)別在于調(diào)節(jié)的過(guò)程，這是在內(nèi)部和外部環(huán)境條件下，通過(guò)適當(dāng)?shù)某C正反應(yīng)來(lái)連續(xù)不斷地改變內(nèi)部狀態(tài)的過(guò)程，目的是維持最佳的生理狀態(tài)。內(nèi)穩(wěn)態(tài)的影響，例如饑餓和口渴，不被認(rèn)為是基礎(chǔ)情緒，因?yàn)槭褂肊SB未發(fā)現(xiàn)它們有喚醒情緒反應(yīng)。不過(guò)，基礎(chǔ)情緒可以被認(rèn)為是對(duì)即將發(fā)生的內(nèi)穩(wěn)態(tài)威脅在進(jìn)化上的延伸/預(yù)測(cè)（evolutionary extentions/predictions）；例如，“探索”可能是強(qiáng)烈的饑餓和口渴（痛苦的主要來(lái)源，表明能量耗盡，需要尋找食物和水源）在進(jìn)化上的延伸。內(nèi)穩(wěn)態(tài)的失衡通過(guò)下丘腦與基礎(chǔ)情緒“探索”的擴(kuò)展軌跡（extended trajectory）之間的相互作用來(lái)參與中腦緣的動(dòng)機(jī)系統(tǒng)。這是一個(gè)分散式的功能網(wǎng)絡(luò)，具有尋找生存資源的通用功能，使饑餓的動(dòng)物獲得食物，口渴的動(dòng)物獲得水，寒冷的動(dòng)物獲得溫暖的環(huán)境等?？偠灾?strong>情緒和動(dòng)機(jī)對(duì)于維持心理和生理的內(nèi)穩(wěn)態(tài)都至關(guān)重要，而情緒對(duì)于編碼包含情緒成分的新信息更是尤為重要。動(dòng)機(jī)通過(guò)選擇性地強(qiáng)化數(shù)據(jù)的檢測(cè)、評(píng)估和提取來(lái)增加對(duì)顯著新信息的注意，進(jìn)行記憶。此外，動(dòng)機(jī)成分促進(jìn)了學(xué)習(xí)，增強(qiáng)了隨后的記憶檢索，同時(shí)也歸納了適應(yīng)性生理變化帶來(lái)的新事件。

4.情緒的進(jìn)化框架與七種基本情緒

進(jìn)化將人類的高級(jí)思維（意識(shí)、思考）建立在情緒機(jī)制的第一過(guò)程（primary-process）之上，即按預(yù)定程序工作的的執(zhí)行行為系統(tǒng)（基礎(chǔ)情緒）依賴于認(rèn)知加工（解釋）和評(píng)估，這一過(guò)程發(fā)生在生物體試圖理解他們可能處于的情況類型時(shí)，也就是他們加工情緒化的、具有挑戰(zhàn)性的情況時(shí)，無(wú)論在休閑還是具有威脅的情況下（其中基礎(chǔ)情緒“探索”和“恐懼”可能被觸發(fā)）。情緒提供了按預(yù)定程序工作但部分可修改（在情緒機(jī)制的第二過(guò)程-學(xué)習(xí)與記憶之下）的行為規(guī)范（behavioural routines），用以解決典型的適應(yīng)性挑戰(zhàn)，特別是在加工與朋友、敵人在一起的場(chǎng)景；這些規(guī)范是內(nèi)穩(wěn)態(tài)在進(jìn)化上的延伸，同時(shí)針對(duì)現(xiàn)情況對(duì)未來(lái)潛在的幫助或威脅進(jìn)行預(yù)測(cè)，并將此深留腦中。因此，進(jìn)化會(huì)使用一切資源來(lái)保證人類的生存和繁殖。Panksepp 和 Solms (2012)認(rèn)為，關(guān)鍵的CNS情緒-情感過(guò)程（emotional-affective processes）為：(1) 第一過(guò)程-情緒（primary-process emotions）；(2) 第二過(guò)程-學(xué)習(xí)與記憶（secondary-process learning and memory）；(3) 第三過(guò)程-高級(jí)認(rèn)知功能（tertiary-process higher cognitive functions）。從根本上說(shuō)，第一過(guò)程調(diào)節(jié)了預(yù)判生存需求的無(wú)條件的情緒化行為，從而通過(guò)聯(lián)想學(xué)習(xí)機(jī)制（associative learning mechanisms）（古典/巴甫洛夫和工具性/操作性條件）引導(dǎo)第二過(guò)程。隨后，學(xué)習(xí)過(guò)程將相關(guān)信息發(fā)送到負(fù)責(zé)高級(jí)功能的腦區(qū)，如前額葉皮層，以執(zhí)行第三過(guò)程，基于過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)規(guī)劃未來(lái)并存儲(chǔ)在長(zhǎng)時(shí)記憶中。換句話說(shuō)，大腦的神經(jīng)發(fā)育軌跡和“連線（wiring up）”激活表明，人們對(duì)引發(fā)憤怒、恐懼和其他負(fù)面情緒的情況存在遺傳學(xué)上已編碼的厭惡，這可以盡可能減少痛苦的經(jīng)歷并放大愉悅的刺激。CNS情緒-情感過(guò)程如圖1所示，接下來(lái)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

圖片1. “自下而上”和“自上而下”的情緒控制環(huán)與認(rèn)知調(diào)節(jié)的嵌套層次結(jié)構(gòu)。該示意圖從概念上顯示了情緒系統(tǒng)的第一過(guò)程（較低級(jí)的大腦功能）以及認(rèn)知系統(tǒng)的第二、第三過(guò)程（較高級(jí)的大腦功能）之間的關(guān)系。內(nèi)穩(wěn)態(tài)、感官和情緒影響的情緒加工通過(guò)促進(jìn)生存和繁殖成功（自下而上的本能的影響）的基本情緒“探索”促進(jìn)第二過(guò)程的學(xué)習(xí)和記憶加工。隨著一級(jí)、二級(jí)過(guò)程不斷整合、成熟，成為高級(jí)認(rèn)知，為生存提供有效的解決方案，隨后對(duì)行為進(jìn)行自上而下的調(diào)節(jié)控制。一級(jí)過(guò)程的情緒加工由復(fù)雜的無(wú)條件情緒反應(yīng)（進(jìn)化產(chǎn)生的“記憶”）通過(guò)“影響法則”介導(dǎo)；其有時(shí)也被稱為“強(qiáng)化原理”，解釋了大腦的情緒網(wǎng)絡(luò)如何控制學(xué)習(xí)。高級(jí)大腦功能的雙循環(huán)的因果關(guān)系由低級(jí)大腦功能調(diào)節(jié)，圖片改編自Panksepp and Solms (2012)。

4.1.第一過(guò)程-基礎(chǔ)的情緒狀態(tài)

情緒系統(tǒng)是遺傳的，其由基因編碼，可以預(yù)測(cè)關(guān)鍵的生存和內(nèi)穩(wěn)態(tài)需求。因此，動(dòng)物和人類都具有主要的情緒網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)處于皮層之下，包含中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì) (PAG) 和腹側(cè)被蓋區(qū)（VTA）、基底神經(jīng)節(jié)（杏仁核和伏隔核）、島葉及間腦（扣帶回和內(nèi)側(cè)額葉，穿過(guò)下丘腦外側(cè)及內(nèi)側(cè)、丘腦內(nèi)側(cè)）。皮層下腦區(qū)參與情緒的三個(gè)子成分：（1）核心境緒感受（恐懼、憤怒、喜悅和各種形式的痛苦）；(2) 由內(nèi)穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)的/動(dòng)機(jī)體驗(yàn)（饑餓和口渴）；(3) 感官上的情感（疼痛、味覺(jué)、溫度和厭惡）。一級(jí)過(guò)程涉及的情緒不是無(wú)意識(shí)的。強(qiáng)烈的情緒至少在感覺(jué)上對(duì)內(nèi)是具有意識(shí)的，即使我們有時(shí)可能會(huì)理解錯(cuò)誤，或者動(dòng)物會(huì)無(wú)法為其附上語(yǔ)義標(biāo)簽，這些并不是確定情緒有意識(shí)或無(wú)意識(shí)的現(xiàn)實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。盡管如此，情緒體驗(yàn)引導(dǎo)了能夠促進(jìn)生存和繁衍的行為，也調(diào)節(jié)了學(xué)習(xí)表現(xiàn)（“獎(jiǎng)勵(lì)”和“懲罰”）以及二級(jí)、三級(jí)過(guò)程。

4.2.第二過(guò)程-學(xué)習(xí)與記憶

初級(jí)情緒系統(tǒng)通過(guò)情緒網(wǎng)絡(luò)的調(diào)節(jié)來(lái)引導(dǎo)聯(lián)想學(xué)習(xí)和記憶過(guò)程（經(jīng)典的/操作性條件反射和情緒習(xí)慣），包含了基底神經(jīng)節(jié)（基底外側(cè)和中央杏仁核、伏隔核、丘腦和背側(cè)紋狀體）和負(fù)責(zé)陳述性記憶的內(nèi)側(cè)顳葉 (MTL)（包含海馬體、內(nèi)嗅皮層、邊緣皮層、海馬旁回）。因此，二級(jí)過(guò)程的學(xué)習(xí)和記憶會(huì)詳細(xì)檢查和控制與環(huán)境事件相關(guān)的情緒感受，從而得出更好、更有效的生活方案。

4.3.第三過(guò)程-高級(jí)認(rèn)知功能

高級(jí)認(rèn)知功能在皮層區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)作，包含參與認(rèn)識(shí)和意識(shí)功能的額葉皮層（如思考、計(jì)劃、情緒調(diào)節(jié)、自由意志），它們也調(diào)節(jié)了情緒感受。因此，認(rèn)知是情緒的延伸（正如情緒是內(nèi)穩(wěn)態(tài)的延伸一般）。三級(jí)過(guò)程不斷與二級(jí)過(guò)程結(jié)合，并達(dá)到成熟水平（高級(jí)腦功能）來(lái)更好地預(yù)測(cè)關(guān)鍵的生存問(wèn)題，從而通過(guò)“自上而下”的調(diào)節(jié)產(chǎn)生對(duì)情緒的認(rèn)知控制。換句話說(shuō)，腦-智進(jìn)化使人類能夠推理并調(diào)節(jié)情緒。心理學(xué)家Neisser (1963) 提出認(rèn)知服務(wù)于情緒和內(nèi)穩(wěn)態(tài)的需求，其中對(duì)環(huán)境信息的評(píng)估基于其滿足或阻礙需求的能力。換句話說(shuō)，認(rèn)知的作用便是滿足情緒和內(nèi)穩(wěn)態(tài)的需求。從這可以推斷，認(rèn)知調(diào)節(jié)、激活、抑制了情緒。因此，情緒不是簡(jiǎn)單的線性事件，而是自動(dòng)恢復(fù)個(gè)體平衡狀態(tài)的反饋過(guò)程。更具體地說(shuō)，情緒控制了加工資源的分配、決定了我們的行為，通過(guò)某些有偏向的方式讓我們適應(yīng)這個(gè)世界，從而引導(dǎo)我們靠近令自己感覺(jué)良好的事物，避開令自己感覺(jué)不好的事物。這表明情緒通過(guò)獨(dú)特的目標(biāo)取向來(lái)引導(dǎo)行為、欲望，引導(dǎo)、刺激認(rèn)知來(lái)讓我們更好地生存。因此，CNS通過(guò)持續(xù)監(jiān)控內(nèi)部和外部的環(huán)境來(lái)維護(hù)復(fù)雜的流程。例如，內(nèi)部環(huán)境的變化（內(nèi)臟肌肉收縮、心率等）由內(nèi)受系統(tǒng)（傳入周圍神經(jīng)）所感知，并將信號(hào)發(fā)送到感覺(jué)皮層（初級(jí)、次級(jí)和軀體感覺(jué)）來(lái)進(jìn)行整合和加工。因此，從進(jìn)化的角度來(lái)看，人類的心理活動(dòng)是由跨越哺乳動(dòng)物，由更多生物共享的古老的情感與動(dòng)機(jī)腦系統(tǒng)所驅(qū)動(dòng)的，這些系統(tǒng)編碼了維持生命與損害生命的特征，以促進(jìn)適應(yīng)性的本能反應(yīng)。此外，情緒和內(nèi)穩(wěn)態(tài)機(jī)制也都具有積極和消極偏向。內(nèi)穩(wěn)態(tài)失衡普遍表現(xiàn)為負(fù)面情緒感受，只有在修正后才會(huì)變得積極。因此，個(gè)體在心理（情緒）和生物學(xué)（內(nèi)穩(wěn)態(tài)）的影響下支持身體變化，積極的情緒和內(nèi)穩(wěn)態(tài)（符合預(yù)期的反應(yīng)）指向了生存、繁殖的成功，而消極的情緒和內(nèi)穩(wěn)態(tài)指向了生存、繁殖的失敗。因此，認(rèn)知通過(guò)提高生存率和最大化獎(jiǎng)勵(lì)，同時(shí)最小化風(fēng)險(xiǎn)和懲罰來(lái)調(diào)節(jié)情緒和內(nèi)穩(wěn)態(tài)。因此，進(jìn)化上的考慮表明大腦是一個(gè)“預(yù)測(cè)引擎”，可以使我們適應(yīng)特定的環(huán)境。圖2展示了周期性的內(nèi)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)。

圖片2. 影響認(rèn)知、情緒、感覺(jué)、欲望內(nèi)外輸入信息的內(nèi)穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié): 輸入信息→自我平衡?情緒??認(rèn)知。人們通過(guò)有意識(shí)的行為來(lái)體驗(yàn)自我，而這些行為由基于心理/生理狀態(tài)的身體變化所觸發(fā)的特定情緒所導(dǎo)致。

"?"號(hào)代表與感覺(jué)、動(dòng)機(jī)/欲望的組合相關(guān)的情緒；“?”指雙向交互作用；“→”表示單向作用。圖片改編自Damasio and Carvalho(2013)。

Panksepp (1998) 確定了支配哺乳動(dòng)物大腦的七種基本情緒：“探索”、“憤怒”、“恐懼”、“性欲”、“照料”、“恐慌/傷心”和“游戲”。我們?cè)诖耸褂么髮懽帜福ㄗg文中加入雙引號(hào)“”）來(lái)表示這些無(wú)條件的情緒反應(yīng)。主要的情緒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)位于皮層下區(qū)域，研究也表明去皮質(zhì)術(shù)不影響初級(jí)情緒系統(tǒng)的功能。因此，皮層區(qū)域?qū)τ诨A(chǔ)情緒的產(chǎn)生來(lái)說(shuō)并不是必需的，但皮層區(qū)負(fù)責(zé)基礎(chǔ)情緒的調(diào)節(jié)與控制。本文強(qiáng)調(diào)了“探索”，因?yàn)樗浅跫?jí)情感系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的部分，對(duì)學(xué)習(xí)和記憶至關(guān)重要。“探索”促進(jìn)學(xué)習(xí)，因?yàn)楫?dāng)“探索”被完全激發(fā)時(shí)，它會(huì)使人充滿興趣，而后激勵(lì)他們搜索、學(xué)習(xí)他們需要、渴望、渴求得到的東西。因此，“探索” 產(chǎn)生并維持了在特定目標(biāo)下好奇心的參與，同時(shí)還通過(guò)其對(duì)預(yù)期渴望的調(diào)節(jié)促進(jìn)了學(xué)習(xí)。換句話說(shuō)，“探索”這一基本情緒被設(shè)計(jì)在探索時(shí)開始無(wú)意識(shí)的學(xué)習(xí)，從而習(xí)得與生存相關(guān)的后天行為表現(xiàn)，這一進(jìn)行從中腦緣-中腦皮層的多巴胺系統(tǒng)一路延伸到前額葉皮層(PFC)；因此，它與長(zhǎng)時(shí)記憶的形成也密切相關(guān)。與其余六個(gè)基本情緒相比，“探索”是二級(jí)學(xué)習(xí)和高級(jí)認(rèn)知的基礎(chǔ)。不過(guò)，“探索”在慢性壓力、疾病、抑郁的情況下較少被激活，這些情況都可能損害學(xué)習(xí)和各種高級(jí)認(rèn)知。另一方面，過(guò)度的“探索”會(huì)促進(jìn)伴隨著躁狂思想和精神錯(cuò)亂的過(guò)度沖動(dòng)行為。此外，“探索”神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（中線皮層下區(qū)域-周圍灰質(zhì)(PAG)、腹側(cè)被蓋區(qū)(VTA)、伏隔核(NAc)、前腦內(nèi)側(cè)、前扣帶回）的大量損傷會(huì)導(dǎo)致意識(shí)障礙，特別是無(wú)動(dòng)性緘默 (akinetic mutism，AKM) 綜合征，患者看起來(lái)清醒、注意力集中但一動(dòng)不動(dòng)。簡(jiǎn)而言之，基本情緒“探索”通過(guò)產(chǎn)生積極的主觀情緒狀態(tài)——積極的期望、熱情的探索和充滿希望來(lái)優(yōu)化情緒、動(dòng)機(jī)和認(rèn)知過(guò)程的表現(xiàn)。

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5.情緒-認(rèn)知的交互及其對(duì)學(xué)習(xí)、記憶的影響

心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)研究提出認(rèn)知和情緒在兩個(gè)獨(dú)立但相互有影響的系統(tǒng)中運(yùn)行：（i）“冷認(rèn)知系統(tǒng)”基于海馬體，關(guān)聯(lián)在情緒上呈中性的認(rèn)知功能與認(rèn)知控制；(ii)“熱情緒系統(tǒng)”基于杏仁核，負(fù)責(zé)對(duì)無(wú)條件的情緒化刺激（如誘發(fā)食欲、恐懼的條件）進(jìn)行情緒加工和反應(yīng)。另外，一篇早期的綜述也報(bào)告了在兩個(gè)系統(tǒng)中存在背/腹側(cè)通路（dorsal/ventral stream）的區(qū)別。背側(cè)通路包含背外側(cè)前額葉皮層(DLPFC)和外側(cè)頂葉皮層，它們參與冷系統(tǒng)，用于主動(dòng)維護(hù)控制過(guò)程，例如認(rèn)知表現(xiàn)、在干擾下尋找工作記憶中與目標(biāo)相關(guān)的信息。相比之下，熱系統(tǒng)涉及腹側(cè)神經(jīng)系統(tǒng)，包含杏仁核、腹外側(cè)前額葉皮層(VLPFC)、內(nèi)側(cè)前額葉皮層(mPFC)、眶額皮層(OFC)、枕顳皮層(OTC)，所有腦區(qū)都包含了情緒加工系統(tǒng)。盡管如此，有近期的研究報(bào)告了不同的認(rèn)知和情緒神經(jīng)系統(tǒng)并非分離的，而是深度整合，有調(diào)節(jié)和調(diào)整的跡象。目前我們認(rèn)為情緒會(huì)影響海馬依賴性記憶系統(tǒng)的形成，對(duì)學(xué)習(xí)和記憶有長(zhǎng)期的影響。換句話說(shuō)，雖然認(rèn)知和情感過(guò)程可以在概念上可以獨(dú)立，但無(wú)疑情緒能夠有力地修改認(rèn)知評(píng)估和記憶過(guò)程，反之亦然。先天的情緒系統(tǒng)與高級(jí)腦系統(tǒng)相互作用，也許沒(méi)有一種情緒狀態(tài)可以不受認(rèn)知的影響。如果皮層功能在進(jìn)化時(shí)建立在皮層下功能的基礎(chǔ)之上，它提供的是行為上的靈活性。

海馬體位于顳葉內(nèi)側(cè)（MTL），負(fù)責(zé)在新形成的記憶分配、存儲(chǔ)于皮質(zhì)區(qū)域之前增強(qiáng)、鞏固陳述性記憶。此外，有證據(jù)表明作為大腦網(wǎng)絡(luò)通信的樞紐，海馬體建立了長(zhǎng)時(shí)記憶，其由theta波振蕩主導(dǎo)，與學(xué)習(xí)和記憶相關(guān)。換句話說(shuō)，海馬體對(duì)于依賴海馬體的學(xué)習(xí)和陳述性記憶來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。不少研究報(bào)告了杏仁核與海馬在記憶編碼的過(guò)程中協(xié)同激活，形成情緒化信息的長(zhǎng)時(shí)記憶，并使其能更好地保留。更重要的是，這些研究（恐懼相關(guān)的學(xué)習(xí)）強(qiáng)有力地表明了杏仁核參與了情緒加工，通過(guò)調(diào)節(jié)記憶鞏固強(qiáng)化了記憶網(wǎng)絡(luò)；因此，情感化的內(nèi)容比中性內(nèi)容更容易被記住。

除了杏仁核-海馬體的相互作用之外，有研究報(bào)告稱，前額葉皮質(zhì)（PFC）參與了工作記憶期間的情緒效價(jià)（愉快-不愉快）加工。Simons和Spiers(2003)回顧了在成功形成長(zhǎng)時(shí)記憶的基礎(chǔ)上，PFC、MTL在記憶編碼和檢索過(guò)程中相互作用的研究，證明了PFC對(duì)長(zhǎng)時(shí)記憶至關(guān)重要，因?yàn)樗鼌⑴c了與選擇、參與、監(jiān)控、抑制的認(rèn)知控制相關(guān)的信息的主動(dòng)維護(hù)。因此，它會(huì)檢測(cè)出看起來(lái)有價(jià)值的相關(guān)數(shù)據(jù)，然后將其編碼，從而成功形成長(zhǎng)時(shí)記憶。一項(xiàng)使用再認(rèn)任務(wù)的功能性核磁研究有一致的發(fā)現(xiàn)，該研究報(bào)告了左側(cè) PFC-海馬網(wǎng)絡(luò)支持了中性、消極非喚醒詞的記憶編碼。同時(shí)，在負(fù)面喚醒詞的記憶編碼過(guò)程中觀察到杏仁核-海馬體的激活。此外，Mega等人(1996)提出邊緣系統(tǒng)的兩個(gè)部分：(i)舊皮質(zhì)（杏仁核、眶額皮質(zhì)、顳極、前島葉），（ii）原腦皮質(zhì)（海馬、前扣帶回皮質(zhì)），前者負(fù)責(zé)情感、欲望和對(duì)象關(guān)聯(lián)的隱式整合；后者涉及明確的感覺(jué)加工、編碼和注意力控制。雖然分為兩個(gè)部分，但舊皮質(zhì)和原腦皮質(zhì)在學(xué)習(xí)過(guò)程中保持整合。在這里，舊皮質(zhì)在整合情感、欲望和情緒的同時(shí)也管理著用于內(nèi)隱學(xué)習(xí)的內(nèi)部環(huán)境輸入信息，原腦皮質(zhì)管理著用于外顯學(xué)習(xí)的外部環(huán)境輸入信息，通過(guò)伴隨的內(nèi)隱編碼來(lái)促進(jìn)注意力選擇。在某種程度上，舊皮質(zhì)可能會(huì)發(fā)揮監(jiān)督作用，并將古老的情感系統(tǒng)與新的認(rèn)知系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)。

5.1.杏仁核-海馬體的相互作用

先前研究發(fā)現(xiàn)杏仁核參與了情緒喚醒加工和記憶過(guò)程的調(diào)節(jié)（編碼與存儲(chǔ)），這有助于記憶的情緒性增強(qiáng)。有研究報(bào)告了編碼情緒喚醒信息（愉快-不愉快）期間杏仁核的激活，這與隨后的回憶相關(guān)。因?yàn)?/span>杏仁核的基底外側(cè)復(fù)合體 (BLA) 與其他腦區(qū)（包括海馬、尾狀核、伏隔核等其他皮質(zhì)）的交互涉及到記憶的鞏固。因此，BLA的激活是由情緒喚醒事件引起的，這些事件似乎調(diào)節(jié)了與記憶存儲(chǔ)相關(guān)的腦區(qū)，影響了長(zhǎng)時(shí)記憶。記憶鞏固是編碼、保留過(guò)程中的一部分，其使對(duì)新學(xué)到信息的不穩(wěn)定記憶變得穩(wěn)定，并強(qiáng)化這些記憶形成持久記憶。此外，杏仁核沿著全部喙側(cè)-尾側(cè)皮質(zhì)將直接的反饋/投射傳遞到腹側(cè)通路的視覺(jué)皮層，包括初級(jí)視覺(jué)皮層(V1)和顳葉皮層；此外，杏仁核在參與注意力控制的負(fù)面情緒加工過(guò)程中激活了額葉和頂葉區(qū)域。因此，在情緒加工過(guò)程中，杏仁核到感覺(jué)皮層的直接投射增強(qiáng)了注意機(jī)制，同時(shí)也可能支持了注意系統(tǒng)（額頂葉）的并行加工，這表明杏仁核的激活與注意力增強(qiáng)有關(guān)，并且是顯著性增強(qiáng)信息保留的一部分。

除了在記憶編碼過(guò)程中對(duì)情緒化的內(nèi)容有注意力偏向之外，已有研究發(fā)現(xiàn)情緒性喚醒經(jīng)歷會(huì)誘導(dǎo)腎上腺應(yīng)激激素的釋放，隨后激活BLA中的β-去甲腎上腺素受體，釋放BLA中的腎上腺素和糖皮質(zhì)激素，同時(shí)增強(qiáng)情緒體驗(yàn)的記憶鞏固。因此有證據(jù)可以表明，通過(guò)釋放應(yīng)激激素和與杏仁核激活相關(guān)的應(yīng)激活化神經(jīng)遞質(zhì)的調(diào)節(jié)，可以增強(qiáng)由情緒化喚醒體驗(yàn)所刺激的新記憶的鞏固。BLA包含了基底杏仁核 (BA) 和外側(cè)杏仁核 (LA)，它們可以投射到許多參與學(xué)習(xí)、和記憶的腦區(qū)，包括海馬和PFC。然而，壓力和情緒并不總能誘發(fā)新信息的強(qiáng)烈記憶。事實(shí)上，有研究發(fā)現(xiàn)在某些與情緒和長(zhǎng)期壓力相關(guān)的條件下，它們還會(huì)抑制工作記憶和長(zhǎng)時(shí)記憶。因此，理解、管理、調(diào)節(jié)情緒對(duì)于強(qiáng)化學(xué)習(xí)項(xiàng)目的開發(fā)至關(guān)重要，因它們些在不同類型的壓力下對(duì)學(xué)習(xí)、記憶有顯著的影響。

5.2.前額葉皮質(zhì)-海馬體的相互作用

前額葉皮質(zhì)（PFC）與高級(jí)認(rèn)知功能相關(guān)，例如對(duì)未來(lái)的預(yù)測(cè)和規(guī)劃。此外，它也被認(rèn)為是選擇性注意的控制中心，在工作記憶以及語(yǔ)義加工、認(rèn)知控制、問(wèn)題求解、推理、情緒加工中起著關(guān)鍵作用。PFC連接邊緣系統(tǒng)中的皮層下區(qū)域，包括杏仁核和內(nèi)側(cè)顳葉的各個(gè)部分。PFC在工作記憶和情緒加工中的參與同內(nèi)側(cè)顳葉結(jié)構(gòu)密切關(guān)聯(lián)，對(duì)長(zhǎng)時(shí)記憶的編碼和檢索、自我參照加工有決定性的影響。在結(jié)構(gòu)上，PFC分為五個(gè)子區(qū)域：前部、背外側(cè)、腹外側(cè)、內(nèi)側(cè)和眶額部。

內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)（mPFC）與反映愉快/不愉快經(jīng)歷的認(rèn)知期望的預(yù)期反應(yīng)（評(píng)估獎(jiǎng)勵(lì)/厭惡的刺激來(lái)產(chǎn)生情緒反應(yīng)）相關(guān)。具體來(lái)說(shuō)，在重新評(píng)估的期間就可以注意到mPFC的激活增加，這與消極情緒對(duì)主觀體驗(yàn)的抑制也有關(guān)。此外，一項(xiàng)功能性核磁研究發(fā)現(xiàn)在加工情緒化刺激的時(shí)候，背內(nèi)側(cè)前額葉皮層的激活水平與情緒效價(jià)的關(guān)系為：(i) 正激活與積極效價(jià)相關(guān)，(ii) 負(fù)激活與消極效價(jià)相關(guān)。類似地，與非情緒化的判斷相比，使用國(guó)際情感圖片系統(tǒng)(IAPS)的情緒-非情緒判斷任務(wù)表明在情緒化判斷時(shí)，mPFC的激活，特別是腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層和背內(nèi)側(cè)前額葉皮層的激活更強(qiáng)。然而，在非情緒化的判斷中，外側(cè)前額葉皮層（腹外側(cè)與背外側(cè)）中觀察到了相反的關(guān)系。這些研究表明，在加工情緒和認(rèn)知任務(wù)的需求時(shí)，背側(cè)與外側(cè)的神經(jīng)系統(tǒng)的認(rèn)知和情緒加工之間存在互惠的交互作用。

一些研究報(bào)告了外側(cè)前額葉皮層中強(qiáng)烈的認(rèn)知-情緒相互作用，伴隨著背外側(cè)前額葉皮質(zhì)（DLPFC）的活動(dòng)增強(qiáng)，這在情緒加工的自上而下調(diào)節(jié)中起著關(guān)鍵作用。這表明調(diào)節(jié)機(jī)制加工情緒內(nèi)容時(shí)注意力控制增強(qiáng)了。例如，有研究發(fā)現(xiàn)認(rèn)知任務(wù)需要在工作記憶中主動(dòng)保留，指出受試者在延遲期記憶情緒效價(jià)信息時(shí)，該過(guò)程會(huì)受到情緒化刺激的影響。該研究結(jié)果顯示，面對(duì)令人愉悅的IAPS圖像時(shí)右側(cè)DLPFC的激活增強(qiáng)，而令人不悅的圖像會(huì)產(chǎn)生相反的效果。這可以解釋為在加工積極的情緒刺激時(shí)，與工作記憶相關(guān)的活動(dòng)增強(qiáng)，從而導(dǎo)致工作記憶中積極情緒刺激的保持。該研究還發(fā)現(xiàn)與不愉快的情緒相比，在愉快時(shí)DLPFC助力了長(zhǎng)時(shí)記憶表現(xiàn)的提高，這與更強(qiáng)的項(xiàng)目關(guān)聯(lián)與工作記憶的信息組織有關(guān)。

Wager等人研究了前額葉皮質(zhì)在情緒調(diào)節(jié)中的作用，發(fā)現(xiàn)右腹外側(cè)前額葉皮質(zhì)（VLPFC）通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立的皮層下通路為情緒再評(píng)估與學(xué)習(xí)過(guò)程提供認(rèn)知資源：（i）通過(guò)伏隔核的通路負(fù)責(zé)提高再評(píng)估的成功率（抑制消極情緒）；（ii)通過(guò)腹側(cè)杏仁核的通路負(fù)責(zé)降低再評(píng)估的成功率（支持消極情緒）。這一結(jié)果表明VLPFC通過(guò)從記憶中檢索合適的信息來(lái)調(diào)節(jié)情緒反應(yīng)（減少消極評(píng)價(jià)、產(chǎn)生積極評(píng)價(jià)）。研究發(fā)現(xiàn)情緒內(nèi)容的某些特征通過(guò)引導(dǎo)高水平的注意力、特殊性（distinctiveness）和信息組織來(lái)調(diào)節(jié)對(duì)選擇性信息的編碼和檢索，從而增強(qiáng)對(duì)復(fù)雜事件的情緒內(nèi)容的回憶。因此，對(duì)情緒信息的額外關(guān)注似乎增強(qiáng)了長(zhǎng)時(shí)記憶，與消極情緒相比，積極情緒產(chǎn)生更顯著的影響。關(guān)于情緒對(duì)記憶的影響，有研究使用即時(shí)（20 秒后）與延遲（50 分鐘后）測(cè)試范式進(jìn)行研究，結(jié)果表明與延遲測(cè)試相比，被試在即時(shí)測(cè)試中能更好地回憶消極情緒刺激，這是因?yàn)樽⒁饬Ψ峙浣o了編碼，而延遲測(cè)試證明了杏仁核在調(diào)節(jié)情緒刺激記憶的鞏固中的作用，因?yàn)檫x擇性注意力推動(dòng)了情感化材料的優(yōu)先分配。同時(shí)，對(duì)信息的區(qū)分和組織可以提高記憶，因?yàn)榫幋a過(guò)程中的特質(zhì)和同質(zhì)細(xì)化可以作為檢索的線索，從而提高正確回憶的可能性。Dolcos等人也有相同的發(fā)現(xiàn)，他們提出情緒的調(diào)節(jié)效應(yīng)（emotional mediation effect）來(lái)自于前額葉皮質(zhì)的活動(dòng)，該效應(yīng)與認(rèn)知功能有關(guān)，并隨后增強(qiáng)記憶的形成。表格1總結(jié)了與前額葉皮質(zhì)各子區(qū)域和相應(yīng)的Brodmann區(qū)相關(guān)的認(rèn)知-情緒功能。總之，這些發(fā)現(xiàn)表明前額葉皮質(zhì)是形成與檢索長(zhǎng)時(shí)記憶的認(rèn)知與情緒加工的關(guān)鍵成分。

表格1 前額葉皮層(Brodmann區(qū)劃分)的相關(guān)認(rèn)知與情緒功能

6.不同形態(tài)的情緒刺激對(duì)學(xué)習(xí)、記憶的作用

如上所述，已有證據(jù)顯示加工情緒中的效價(jià)和喚醒的神經(jīng)機(jī)制包含了杏仁核和PFC，其中杏仁核負(fù)責(zé)情緒喚醒刺激，PFC負(fù)責(zé)非喚醒的情緒效價(jià)刺激。目前研究主要討論情緒化圖像加工的神經(jīng)機(jī)制，不過(guò)近期的神經(jīng)影像學(xué)研究調(diào)查了更廣泛的視覺(jué)情緒刺激，包括單詞、圖片、電影片段（、人臉，研究其情緒加工的神經(jīng)關(guān)聯(lián)以及情緒對(duì)后續(xù)記憶的影響。這些研究提供了非常有用的補(bǔ)充信息，助力于未來(lái)的多媒體教育內(nèi)容（文字、圖片的組合）的情緒作用的研究。

一項(xiàng)事件相關(guān)核磁研究檢查了情緒化圖片、詞語(yǔ)的神經(jīng)關(guān)聯(lián)，兩種材料都設(shè)置了積極、消極效價(jià)，且以中性情緒內(nèi)容為基線（“條件刺激”/1-9分，1-消極消極啊，5-不激活情緒效價(jià)，9-積極消極），所有材料在喚醒程度上持平。研究要求受試者將每個(gè)刺激評(píng)價(jià)為有活力/無(wú)活力的或常見(jiàn)/不常見(jiàn)的。研究結(jié)果顯示積極、消極效價(jià)的圖片和詞語(yǔ)都激活杏仁核，加工不同類型的情緒刺激時(shí)，在杏仁核觀察到了偏側(cè)效應(yīng)。左側(cè)杏仁核對(duì)文字有反應(yīng)，而右側(cè)和/或雙側(cè)杏仁核對(duì)圖片有反應(yīng)。此外，相較于情感化詞語(yǔ)，被試對(duì)情感化圖片更敏感。mPFC在加工積極刺激時(shí)的反應(yīng)較消極刺激更為強(qiáng)烈，而VLPFC對(duì)消極刺激更強(qiáng)烈。研究者認(rèn)為與喚醒相關(guān)的反應(yīng)發(fā)生在杏仁核、背內(nèi)側(cè)PFC、腹內(nèi)側(cè)PFC、前顳葉和顳枕交界處，而與效價(jià)相關(guān)的反應(yīng)則與外側(cè)PFC 、mPFC 相關(guān)，其中外側(cè)PFC負(fù)責(zé)消極刺激，mPFC負(fù)責(zé)積極刺激。杏仁核激活的偏側(cè)化也在其他研究中有所發(fā)現(xiàn)，這些研究同樣顯示了左側(cè)杏仁核對(duì)單詞有反應(yīng)、右側(cè)杏仁核對(duì)圖像有反應(yīng)。不過(guò)，更多研究表明，偏側(cè)化可能受性別、個(gè)性、心境、年齡、睡眠、受試者對(duì)刺激的認(rèn)識(shí) 、壓力和其他變量的影響，未來(lái)研究應(yīng)考慮到這些因素。

表格2 不同類型的情緒刺激材料對(duì)比

(vmPFC-腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層; dmPFC-背內(nèi)側(cè)前額葉皮層; VLPFC-腹外側(cè)前額葉皮層; EPN-早期后葉負(fù)波; LPC-晚期正成分電位)

7.研究情緒-認(rèn)知交互作用的腦成像技術(shù)

不同的功能性神經(jīng)成像技術(shù)如fMRI、PET和fNIRS可用于測(cè)量認(rèn)知-情緒相互作用相關(guān)腦區(qū)的血流動(dòng)力學(xué)反應(yīng)（間接測(cè)量），EEG用于測(cè)量相關(guān)的電生理反應(yīng)（直接測(cè)量）。每種技術(shù)都有其優(yōu)、缺點(diǎn)，如下所述。

7.1.fMRI-功能性磁共振成像

fMRI是一種廣泛使用的功能性神經(jīng)成像工具，其用于繪制腦區(qū)激活圖，提供高空間分辨率（毫米級(jí)）。fMRI通過(guò)測(cè)量局部氧合血紅蛋白與脫氧血紅蛋白比率的變化來(lái)間接測(cè)量血液動(dòng)力學(xué)反應(yīng)，通常稱為血氧水平依賴 (BOLD) 信號(hào)。

不過(guò)，盡管被廣泛使用，fMRI依然存在一些限制，例如時(shí)間分辨率差、實(shí)驗(yàn)成本高，以及在電磁屏蔽房間中很難讓受試者保持靜止。此外，fMRI在代謝方面稍顯遲緩，因?yàn)锽OLD信號(hào)在一開始會(huì)下降，隨后信號(hào)的增加延遲2-3秒，大約需要6-12秒到達(dá)峰值，反映刺激激發(fā)的神經(jīng)反應(yīng)。這意味著fMRI的時(shí)間分辨率（秒級(jí)）不如與電生理技術(shù)（毫秒級(jí)，且因?yàn)榕c PET相比代謝緩慢，fMRI也不是一種很好的皮層下區(qū)域（中腦和腦干）可視化技術(shù)。

7.2.PET成像

PET也是一種功能性神經(jīng)成像工具，通過(guò)測(cè)量葡萄糖代謝或局部腦血流量 (rCBF) 來(lái)繪制CNS生理學(xué)和神經(jīng)激活圖。PET使用正電子放射性核素，如氟化脫氧葡萄糖（18F-FDG）和15O-水等。該技術(shù)可以識(shí)別愉快、不愉快和中性情緒相關(guān)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。目前發(fā)現(xiàn)了mPFC、丘腦、下丘腦和中腦的rCBF增加與愉快、不愉快的情緒加工有關(guān)，而只有不愉快情緒與雙側(cè)OTC、小腦、左海馬旁回、海馬、杏仁核有關(guān)；此外尾狀核與愉快情緒有關(guān)。

盡管PET掃描有相對(duì)較好的空間分辨率，但它與EEG相比成本高、時(shí)間分辨率低，與fMRI相比是侵入性的技術(shù)。此外，與fMRI相比，PET往往能更好地激活中腦、腦干中更古老的腦區(qū)。因此PET通常用于癌癥、神經(jīng)系統(tǒng)疾病（例如癲癇和阿爾茨海默?。┖托呐K病的臨床診斷。

7.3.EEG-腦電圖

EEG通過(guò)在頭皮放置電極來(lái)記錄腦電活動(dòng)獲得毫秒級(jí)的高時(shí)間分辨率，同時(shí)具有便攜、成本較低、非侵入性的優(yōu)點(diǎn)。此外，大量研究發(fā)現(xiàn)EEG可用于檢測(cè)CNS的認(rèn)知和情緒加工。EEG提供了全面的特征提取和分析方法，包括功率譜分析、EEG相干性、相位延遲和交叉功率分析。

EEG研究還揭示了在回避（withdrawal/avoidance）過(guò)程中前額葉區(qū)域alpha波的不對(duì)稱性。

引入了額葉不對(duì)稱指數(shù)（frontal asymmetry index），電極選擇同源對(duì)（F3-F4/F7-F8）。因此，正值表示與積極情緒/接近的動(dòng)機(jī)相關(guān)的左額葉活動(dòng)，負(fù)值表示與消極情緒/回避的動(dòng)機(jī)相關(guān)的右額葉活動(dòng)。

[技術(shù)限制與改進(jìn)]盡管如此，EEG的空間分辨率低于fMRI、PET，約5至9厘米。皮層、硬腦膜、顱骨和頭皮的不同體積傳導(dǎo)效應(yīng)導(dǎo)致與電磁場(chǎng)模式的不精確定位會(huì)導(dǎo)致頭皮電位失真曲。隨后的研究表明，使用高分辨率EEG（通過(guò)高密度電極陣列增加空間采樣率）和表面拉普拉斯估計(jì)和皮層成像可以提高EEG的空間分辨率，整合多種成像技術(shù)提供補(bǔ)充信息也可以達(dá)到同樣的效果，例如 EEG-fMRI和EEG-fNIRS技術(shù)。

7.4.fNIRS-功能性近紅外腦血氧成像

fNIRS是一種新興的非侵入式成像技術(shù)，成本相對(duì)較低且便攜，可用于繪制大腦激活相關(guān)的血流動(dòng)力學(xué)反應(yīng)。fNIRS使用放置在頭皮上的光極（發(fā)射器和接受器）測(cè)量皮層區(qū)域含氧血紅蛋白(oxy-Hb)與脫氧血紅蛋白(deoxy-Hb)的濃度變化。fNIRS無(wú)法用于檢測(cè)皮質(zhì)下區(qū)域，僅限于皮層活動(dòng)的可視化，且研究發(fā)現(xiàn)其只能顯示葡萄糖、氧氣消耗增加相關(guān)的大腦活動(dòng)。當(dāng)腦血流量和氧氣輸入超過(guò)了目前的氧氣消耗量時(shí)，我們能夠通過(guò)光學(xué)穿透來(lái)測(cè)量局部的腦血氧變化。

不少使用fNIRS的研究調(diào)查了任務(wù)表現(xiàn)相關(guān)的神經(jīng)反應(yīng)，包括鍛煉、認(rèn)知負(fù)荷、精神障礙、情緒加工和衰老。

8.影響情緒對(duì)學(xué)習(xí)、記憶作用的因素

上一節(jié)介紹了大腦測(cè)量情緒性刺激的神經(jīng)反應(yīng)的成像技術(shù)，區(qū)間為加工工作記憶、形成長(zhǎng)時(shí)記憶的期間。本節(jié)介紹了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與擬定時(shí)建議考慮的六個(gè)關(guān)鍵因素。

8.1.個(gè)體差異

許多研究報(bào)告了情緒加工的一系列個(gè)體差異之外的其它個(gè)體差異影響，包括人格特質(zhì)、智力、性別。此外，性激素和人格特質(zhì)（例如外向性、神經(jīng)質(zhì)）似乎會(huì)影響個(gè)體對(duì)情緒刺激的反應(yīng)，并且會(huì)調(diào)節(jié)情緒加工。心理測(cè)試可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮Y選，以及在性別方面平衡實(shí)驗(yàn)組，幫助消除個(gè)體差異對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。

8.2.年齡

研究表明與年輕人相比，老年人對(duì)心理壓力和情緒體驗(yàn)的熟悉度更高，因此在情緒加工、情緒控制方面會(huì)產(chǎn)生積極的偏向。因此，認(rèn)知和情緒的研究都應(yīng)考慮到樣本人群中被試的年齡。

8.3.情緒刺激材料的選擇

實(shí)證研究選擇的情緒刺激通常分為兩類：（1）離散情緒，（2）以效價(jià)、喚醒、支配和熟悉度衡量的情緒。后者包括IAPS圖片和ANEW詞匯，它們都可用于非商業(yè)研究。情緒化刺激的合理選擇也相當(dāng)重要，決定了研究能否有效測(cè)量學(xué)習(xí)、記憶中的情緒加工。此外，刺激類型也決定了刺激呈現(xiàn)的持續(xù)時(shí)長(zhǎng)，特別是涉及情緒喚醒的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

8.4.自我評(píng)估方法

不少自我評(píng)估方法可用于測(cè)量個(gè)體的情緒狀態(tài)。最廣泛使用的方法是自我評(píng)估模型 (SAM)、語(yǔ)義差異 (SD) 量表和李克特量表。SAM是一種非語(yǔ)言圖像評(píng)估技術(shù)，其直接測(cè)量被試對(duì)情緒刺激的效價(jià)、喚醒和支配的反應(yīng)。SD量表由一組雙極形容詞組成，用于主觀評(píng)價(jià)圖像刺激。李克特的多點(diǎn)量表允許被試對(duì)自己的情緒反應(yīng)進(jìn)行評(píng)分。如果一項(xiàng)研究不需要評(píng)估不同的情緒狀態(tài)，而是涉及對(duì)情緒的兩個(gè)主要維度（積極、消極效價(jià)）的評(píng)估，則推薦使用積極和消極情緒量表（PANAS）。選擇最合適的自我評(píng)估方法也是一項(xiàng)相當(dāng)重要的任務(wù)，也是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要組成部分。

8.5.腦成像技術(shù)的選擇

如上文所述，EEG（直接）和fMRI/PET/fNIRS（間接）兩種類型的腦成像技術(shù)各有其優(yōu)缺點(diǎn)。為了克服技術(shù)的限制，目前我們可以同時(shí)使用兩種技術(shù)或?qū)⑵浣M合（如EEG-fMRI或EEG-fNIRS）以進(jìn)行數(shù)據(jù)的補(bǔ)充。雖然功能性神經(jīng)成像技術(shù)可以識(shí)別不同情緒狀態(tài)的神經(jīng)相關(guān)，但深部腦刺激 (DBS) 和連接圖等技術(shù)可以提供新的機(jī)會(huì)來(lái)理解情緒及相應(yīng)的心理反應(yīng)。

8.6.神經(jīng)認(rèn)知研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

認(rèn)知和情緒的神經(jīng)科學(xué)研究需要合適的任務(wù)設(shè)計(jì)，必須考慮到環(huán)境因素、倫理問(wèn)題、記憶范式、認(rèn)知任務(wù)難度和情緒喚醒任務(wù)的強(qiáng)度。

9.結(jié)論、開放性問(wèn)題、未來(lái)發(fā)展

大量研究證據(jù)表明，與中性事件相比，情緒化的事件能被更清晰、準(zhǔn)確地記住，且記憶時(shí)間更長(zhǎng)。情緒記憶增強(qiáng)似乎涉及到了認(rèn)知和情緒神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的整合，其中杏仁核的激活增強(qiáng)了情緒喚醒刺激的加工，同時(shí)還調(diào)節(jié)了增強(qiáng)記憶鞏固及其他與記憶相關(guān)的腦區(qū)，特別是杏仁核、海馬、MTL ，以及視覺(jué)、額葉和頂葉皮質(zhì)。同樣，PFC的激活也增強(qiáng)了認(rèn)知功能，例如影響工作記憶的戰(zhàn)略和語(yǔ)義加工，也促進(jìn)了長(zhǎng)時(shí)記憶的形成。先前研究主要使用標(biāo)準(zhǔn)化的情緒化視覺(jué)或聽覺(jué)刺激，如圖片、文字、面部表情和電影片段，基于IAPS、ANEW和POFA數(shù)據(jù)庫(kù)選擇材料。進(jìn)一步的研究通常集中在個(gè)體在經(jīng)過(guò)控制的實(shí)驗(yàn)環(huán)境對(duì)情緒化刺激的記憶（刻意/偶然的情景記憶范式）。目前據(jù)我們所致，很少有客觀研究使用腦成像技術(shù)來(lái)檢查教育環(huán)境中學(xué)習(xí)材料的語(yǔ)義記憶。此外，尚未明確人類的學(xué)習(xí)和記憶中情緒的影響是積極情緒促進(jìn)、消極情緒損害學(xué)習(xí)還是相反的效果。因此，未來(lái)研究中應(yīng)該解決以下幾個(gè)問(wèn)題：

（i）情緒對(duì)語(yǔ)義知識(shí)編碼、檢索的影響

（ii）語(yǔ)義學(xué)習(xí)和記憶相關(guān)的心理、生理變化

（iii）如何開發(fā)結(jié)合情感、動(dòng)機(jī)來(lái)改善教育實(shí)踐、成果、工具的方法。

使用教育學(xué)習(xí)材料進(jìn)行情緒研究可以為設(shè)計(jì)新教育課程的提供有益信息，以獲得更有效的教學(xué)效果，建立更好的學(xué)習(xí)環(huán)境。因此，想了解情緒如何影響學(xué)習(xí)和記憶，需要從進(jìn)化學(xué)的角度考慮CNS情緒-情感過(guò)程的嵌套層次結(jié)構(gòu)以及大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)（包括中腦的PAG和VTA、基底神經(jīng)節(jié)（杏仁核和伏隔核）、島葉、間腦（通過(guò)外側(cè)和內(nèi)側(cè)下丘腦和內(nèi)側(cè)丘腦的扣帶回和內(nèi)側(cè)額葉皮層）、MTL，包括負(fù)責(zé)陳述性記憶的海馬、內(nèi)嗅皮層、周圍皮層、海馬旁皮層）。此外，基本情緒“探索”產(chǎn)生積極的主觀情緒狀態(tài)—積極的期望、熱情的探索、希望，顯然啟動(dòng)了大腦的學(xué)習(xí)和記憶。所有認(rèn)知活動(dòng)都是由基本情緒和內(nèi)穩(wěn)態(tài)的需求（動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)）從“底層”開始驅(qū)動(dòng)的，這些為了生存進(jìn)行的環(huán)境探索事件同時(shí)也促進(jìn)二級(jí)過(guò)程的學(xué)習(xí)與記憶。

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