冥想加工性别差异的神经机制——来自ERP的证据

莫欣妍，何胜昔，王玉正，罗 非*

(1. 中国科学院心理健康重点实验室(中国科学院心理所)，北京 100101； 2. 中国科学院大学心理学系，北京100049；3. 深圳市卫生健康发展研究中心，深圳518036)

对冥想的神经生理机制的研究是当前心理学研究的热点之一. 临床研究表明冥想对缓解焦虑抑郁、增加积极情绪、改善认知功能等方面都有效果[1]. 冥想是一系列与调节觉知与注意相关的心理过程[2]，主要分为专注式冥想(Focused Attention，FA)和开放监控式冥想(Open Monitoring，OM)2类，前者将注意力维持在某一选定对象，如慈心禅(Loving Kindness Compassion)；后者强调将注意力维持在此时此地的体验并保持接纳，如内观(Vipassana)和正念(Mindfulness)等[3].

根据LUTZ等[4-5]对冥想的定义，我们认为觉知与接纳当下负面情绪的体验也构成一种冥想形式. 例如，慈心禅(Loving kindness)结合了FA和OM的特点，练习者先在自身发展爱与慈悲，再扩张到其他让人不悦的人或物[6]. 研究表明:冥想至少与认知和情绪调节这2个功能有关,例如提高注意力和减少情绪反应[7-13]. 虽然，大量的研究发现情绪和注意具有显著的性别差异[14-18]，但在冥想过程中情绪加工的性别差异仍未知. 因此需要进一步探究冥想是否对男女都有同样的益处，或者如何选择合适的冥想方式才能对特定人群更有利.

在以往的研究中，冥想训练的周期有长有短，短则几分钟，长则几十年[2]. 在这些研究中可能存在以下问题：(1)冥想者的冥想训练过程和其自身状态都存在很大差异，在实验中难以严格控制，容易导致随机误差[18]；(2)冥想实验需要耗费实验者和被试大量的时间精力，还需要耗费大量资金；(3)以往的冥想研究大多采用经典实验范式进行行为测试，但不能窥探冥想过程中大脑运行的变化情况；(4)鲜有冥想研究分析冥想的效用是否具有性别差异. 为了避免随机误差，故选取没有冥想基础的被试、制定标准化的正负性冥想指导语作为冥想听觉材料，引导被试觉知相应的情绪；采用兼具准确性和时效性[19]的事件相关电位(Event-Related Potential,ERP)作为实验工作，用最简单的事件刺激代替较复杂的经典实验范式来诱发电位，记录被试在听正负性冥想指导语时的脑电活动，从而比较冥想过程中的性别差异以及正负性冥想的脑电差异，探索冥想的神经生理机制.

冥想初学者通常在学习开端练习——专注式冥想来加强对某种对象的专注能力[5,20]. 在熟悉专注式冥想的技术后，冥想初学者能将对某一选定对象的注意转变为觉知本身，进而转为开放监控式冥想[5-6,20]. 因此，本实验采用专注式冥想技术，指导被试将注意力集中在冥想指导语中的情绪信息上以及觉知由此产生的情绪感受. 由于初学者注意维持时间较短，故冥想指导语时长设定为3 min，与普通歌曲时长类似.

1 研究方法

1.1 实验被试

东莞市在校大学二年级学生52名(27男和25女) ，年龄范围为19～21岁，视力正常或校正视力正常，听力正常，右利手，没有心理失常或长期情绪压抑等异常心理状态，身心健康，无冥想训练基础. 本研究得到深圳市卫生健康发展研究中心的同意，所有被试签署实验知情同意书，在实验结束后获得一定的报酬.

1.2 实验材料

发放一份包含20个消极词汇和20个积极词汇的情绪词语唤醒度自评网络问卷，让答卷者对情绪词汇的唤醒度(平静-激动的程度，1～9分)进行评分，数字1表示听完后感到平静、放松、不警觉、极少刺激性、投入的注意力最少；9表示情绪感受非常强烈，极其激动、够刺激、非常令人警觉、兴奋. 问卷只面向在校大学生发放，共回收465份有效问卷，结果见表1.

表1 情绪语句主观评定结果Table 1 The results of online questionnaire on emotional arousal self-assessment

把唤醒度高的消极词汇依据通用的冥想指导语格式编制成一段3 min的负性冥想指导语，标记为A；把唤醒度高的积极词汇依据通用的冥想指导语格式编制成一段3 min的正性冥想指导语，标记为B. 这2段冥想指导语用于引导被试把注意力聚焦在自己意识中负面或者正面的信念，并对体验到的情绪不加评判，如“现在，请选择一个你感觉最舒服的姿势，慢慢地闭上眼睛……深呼吸……放松……请仔细听以下的内容，对你的思绪和情绪感受保持觉知，并不加以评判……”. 通过连接电脑的耳机播放，确保每个被试完整听一次正性冥想指导语与负性冥想指导语. 将固定频率的一段“滴、滴、滴”声音作为刺激线索整合到冥想指导语的音频中以诱发电位.

1.3 实验设计

将52名被试分为组1(男生13人，女生13人)和组2(男生14人，女生12人)，每组26人. 组1：按AB顺序播放指导语，播放A音频时测试被试脑电波，记录为XJ_M1；随后播放B音频时测试脑电波，记录为JJ_M2. 组2：按BA顺序播放指导语，播放B音频时测试被试脑电波，记录为JJ_N3；随后播放A音频时测试脑电波，记录为XJ_N4.

1.4 实验程序

实验前，被试洗头、吹干、戴电极帽、打导电膏，调整电阻，记录脑电波. 被试坐在距离显示屏70 cm处，戴好耳机. 首先显示屏上呈现出指导语，并向被试讲解实验过程、要求，主试需确保被试充分理解实验任务，并在被试做好准备后指导其进行5 min左右的呼吸放松练习. 在征得被试同意后，主试按下开始键正式开始实验. 指导语结束后，开始播放冥想指导语. 实验要求被试全程闭眼，身体和头部尽量保持不动，为保证实验效果，每位被试者都单独参与实验.

在正式开始实验之前，向被试说明冥想的定义和基本方法，并指导被试进行5 min左右的呼吸训练来放松身心. 待被试准备好后开始播放录音. 为了检验被试冥想过程中的觉知正/负性情绪的实际效果和程度，在ERP实验结束后，向被试发放一份情绪词语唤醒度自评网络问卷，并询问关于听冥想指导语过程中印象最深刻的正性与负性的语句(表2).

表2 52名被试实验后主观报告的情绪语句、出现频次及平均唤醒度评定结果Table 2 The emotional statements reported by 52 subjects and their frequency and arousal degree

1.5 数据采集及分析

1.5.1 脑电图(Electroencephalograph，EEG)记录及分析 实验仪器为德国的BrainProduct，BP-ERP工作站，采用64导电极帽记录脑电波，参考电极置于双侧耳后乳突，同时记录水平眼电(左右眼外侧，HEOG)和垂直眼电(左眼上下眶1.5 cm,VEOG)，滤波带通为0.05～100 Hz，脑电与眼电均以采样频率500 Hz连续采样. 头皮电阻均小于5 kΩ，声音线索呈现前200 ms至其呈现后1 000 ms的脑电进行分析，并以声音线索呈现前200 ms作为基线. 自动矫正伪迹，波幅大于±100 μV者，在叠加中被自动剔除.

1.5.2 数据统计分析 每个被试脑电根据2个任务类型(负性、正性)平均叠加. 由于本实验是纯听觉实验，选取前额叶区域的电极点，分析的电极点有14个：Fp1、Fp2、F3、F4、F7、F8、Fz、FC1、FC2、FC5、FC6、FCz、P3、P4. 通过自动峰检测可以观察到，从刺激前的-200 ms到刺激后的450 ms的每个平均周期中的N2(120～230 ms)和P3(175～300 ms)ERP成分，这2个成分被认为与注意的选择、注意资源的投入等认知功能相关[21-23]. 为了保证成分位点选取的可靠性，这2个峰值估算由2位研究人员分别进行的目测评定而确定的，并将N2和P3成分分别命名为N160和P240.

使用SPSS22.0软件对所有实验数据进行统计学分析. 描述性数据用平均数±标准误标识.P<0.05为差异显著. 对波幅和潜伏期进行2(情绪类型：正性、负性)×2(性别：男性、女性)多元方差分析(MANOVA). 为分析额叶偏侧化，对男性和女性的Fp1/Fp2,F3/F4，FC1/FC2，F7/F8，FC5/FC6五对对称电极点的N2、P3波幅分别进行2(偏侧化：左/右)×2(情绪类型：正性/负性)多元方差分析. 剔除无法统计的数据，负性冥想的有效数据剩下42条(其中男性数据18条)，正性冥想的有效数据剩下40条(其中男性数据22条).

2 ERP结果

2.1 ERP基本特征

男女被试在正/负性情绪条件下的ERP波形图如图1、2所示. 在正/负性冥想条件下，男性与女性的ERP波呈现明显的N160、P240成分,且ERP波形有差异.

图1 正/负性冥想条件下的ERP波形特征

图2 正/负性冥想过程中大脑的ERP波形地图

2.2 对前脑各成分的分布位置、平均潜伏期及平均波幅

N160的潜伏期均无显著差异(表3). 在波幅上，情绪主效应显著,表现在FC1(F1,81=7.467,P=0.008)、FC2(F1,81=5.495,P=0.022)、FC6(F1,81=6.174,P=0.015)、FCz(F1,81=6.933,P=0.010)电极点上；情绪与性别交互作用显著，表现在F3(F1,81=6.174,P=0.015)、F4(F1,81=8.716，P=0.004)、F8(F1,81=4.366,P=0.040)、Fz(F1,81=7.490,P=0.008)、FC1(F1,81=5.505,P=0.022)、FC2(F1,81=9.176,P=0.003)、FC5(F1,81=4.639，P=0.034)、FC6(F1,81=8.586，P=0.004)、FCz(F1,81=8.763，P=0.004)电极点上；性别效应无统计意义. 对于男性来说，正性和负性冥想中的波幅均无显著差异；男性的N160波幅在正性冥想中比女性的小，而在负性冥想中比女性的大. 对于女性来说，正性冥想中的N160波幅比负性冥想中的更大.

P240的潜伏期均无显著差异. 在波幅上，性别主效应显著，表现在F3(F1,81=4.332,P=0.041)、F4(F1,81=9.928,P=0.002)、FC2(F1,81=9.033,P=0.004)、FC6(F1,81=6.948,P=0.010)和FCz(F1,81=6.18,P=0.015)电极点上；情绪主效应在F8(F1,81=4.438,P=0.038)电极点上显著；情绪和性别的交互作用显著，表现在F4(F1,81=4.004,P=0.049)、Fz(F1,81=4.056,P=0.047)电极点. 在正性和负性冥想中，女性的波幅均比男性大. 男性在正性和负性冥想中的波幅无显著差异；而女性P240波幅则在负性冥想中明显比在正性冥想中更大.

不同情绪条件下，前半脑各成分的分布位置、平均潜伏期及平均波幅见表3.

表3 前半脑各成分的分布位置、平均潜伏期及平均波幅(x±SE)Table 3 The location, mean latency and mean amplitude of frontal cerebral hemisphere components (Mean±SE)

2.3 前额叶偏侧化结果

2.3.1 男性前额叶偏侧化结果 对5对男性Fp1/Fp2,F3/F4，FC1/FC2，F7/F8，FC5/FC6对称电极点的N160波幅进行2(偏侧化：左/右)×2(情绪类型：正性/负性)多元方差分析，结果(图3)显示：4对Fp1/Fp2(F1,79=4.584，P=0.035)、F3/F4(F1,79=6.030，P=0.016)、F7/F8(F1,79=4.601，P=0.035)、FC5/FC6(F1,79=4.500，P=0.037)电极点的波幅都有显著的左右差异；在F3/F4(F1,79=9.780，P=0.003)和FC5/FC6(F1,79=7.843，P=0.006)2对电极点上有显著情绪效应；情绪与偏侧化交互效应在FC1/FC2(F1,79=5.631，P=0.020)电极点上显著.

对5对男性Fp1/Fp2、F3/F4、FC1/FC2、F7/F8和FC5/FC6对称电极点的P240波幅进行2(偏侧化：左/右)×2(情绪类型：正性/负性)多元方差分析，结果显示差异不具有统计学意义.

图3 N160成分中男性在正性和负性冥想中前额叶左右电极点的波幅差异

2.3.2 女性前额叶偏侧化结果 对5对女性Fp1/Fp2、F3/F4、FC1/FC2、F7/F8和FC5/FC6对称电极点的N160波幅进行2(偏侧化：左/右)×2(情绪类型：正性/负性)多元方差分析，结果显示差异不具有统计学意义.

对5对女性Fp1/Fp2、F3/F4、FC1/FC2、F7/F8和FC5/FC6对称电极点的P240波幅进行2(偏侧化：左/右)×2(情绪类型：正性/负性)多元方差分析，结果(图4)显示：Fp1/Fp2(F1,83=4.518，P=0.037)、F3/F4(F1,83=7.573，P=0.007)、FC1/FC2(F1,83=6.729，P=0.011)和FC5/FC6(F1,83=4.893，P=0.030)4对电极点的波幅都有显著的情绪效应，但无偏侧化主效应. 情绪与偏侧化交互效应在F7/F8(F1,83=5.026，P=0.028)电极点上显著.

图4 P240成分中女性在正性和负性冥想中前额叶左右电极点的波幅差异

3 讨论

3.1 不同性别对正/负性冥想加工的ERP差异

女性的负性冥想N160波幅比正性冥想的小(图1)，其负性冥想P240波幅则比正性冥想的大；男性在正性和负性冥想中的N160 和P240均无显著差异. 相对男性而言，在负性冥想中，女性N160波幅较小，女性P240波幅较大；在正性冥想中，女性N160和P240波幅均较大. 以上说明正性冥想和负性冥想的加工存在显著性别差异.

情绪与性别的波幅交互作用显著，表现在F3、F4、F8、Fz、FC1、FC2、FC5、FC6、FCz电极点的N160成分和F4、Fz电极点的P240成分上，意味着ERP波形性别差异可能源于前额叶与前扣带回.

本实验的冥想材料带有情绪信息，情绪信息的加工受到注意资源的限制[24]. P3被认为是需要注意资源参与的内源性ERP成分[25]，波幅越大意味着所投入的认知资源越多[21]. 女性P240波幅无论在正性冥想还是负性冥想中都显著比男性大，提示冥想的加工的性别差异可能表现在对冥想情绪信息的注意资源调配上，可能反映了女性对情绪刺激的认知评价加工程度更深[26].

相比女性，男性的负性冥想N160波幅更大. LEE等[27]的fMRI研究结果显示：相比女性，男性对负性情绪刺激的加工需要卷入更多的认知资源来回忆过去情绪体验，而不能调用即时情绪感受. 本研究数据显示与此结果一致；但是，通过调节注意力资源来改善情绪的潜在机制尚不清楚，即P3波幅更大还是更小有助于提高注意调节效率尚无定论. 例如，2015年FAN等[28]认为额叶中线ACC区域的N2波幅减少且潜伏期更短，而P3波幅更大是因为冥想训练后需要更少的认知资源来监测冲突. 然而也有研究认为正念冥想训练能通过减少大脑活动来有效调节情绪[29]，提高大脑执行任务的效率[30]. 因而，女性P240波幅比男性大是否说明调节情绪或者大脑加工效率比男性更高或更低未能下定论.

3.2 不同性别对正/负性冥想加工的偏侧化特征

女性对情绪的加工有偏侧化的特征,在负性冥想中，女性右侧额叶活动更强(图4)，表现为P240成分中右额叶电极点波幅显著大于左额叶；在正性冥想中，左额叶F7电极点波幅显著大于右额叶F8电极点波幅(图4). 有研究表明：对于厌恶、恐惧等回避动机相关的情绪，个体右额叶相对激活，而对于高兴等接近动机相关的情绪，个体左侧额叶相对激活[31]，本研究的结果与此研究一致.

男性对情绪的加工同样有偏侧化的特征，在负性情绪中，男性左侧额叶活动更强，表现为N160成分中左额叶电极点波幅显著大于右额叶(图3). 良好的情绪调节能力通常表现为更大的左额叶激活[32]. 据前人研究[33]，具有左额叶更活跃的个体往往具有更积极的情绪体验. 积极情绪与PFC和ACC的激活有关[34]. 相关研究发现：男性在调节负性情绪时，左背外侧前额叶(Left Dorsolateral Prefrontal)、外侧眶额皮层(Lateral Orbitofrontal Gyrus)和右前扣带回(Right Anterior Cingulate Gyrus)等认知调节相关脑区有更大的激活[26,35-36]. 同时，左额叶更活跃的成年人具有更高的特质情绪智力分数；左额叶更活跃的儿童表现出的行为问题更少[32]. 男性在负性冥想中表现出左额叶活动优势，可能与其对负性情绪投入更少注意资源有关.

图2描绘了本研究冥想的ERP脑部地形的性别差异. 由图可见，负性冥想中，男性的前额叶N160波幅比女性的更大，表现出更大面积且更深的PFC激活，尤其在左额叶；而女性前额叶P240波幅则比男性的更大，表现出更大面积且更深的PFC激活. CRESSWELL等[37]研究发现：前额叶皮质区域活动的增强能抑制杏仁核的活动，并且认为这种前额叶激活对杏仁核的抑制效应与正念特质有关. 另外，男女前额叶偏侧化的出现具有潜伏期差异. 这表明冥想过程的脑部活动存在显著的性别差异.

尽管女性调节情绪能力是否比男性更高未能下定论，但已有研究发现女性在冥想训练中获益比男性更大[38-40]. 从情绪灵活性的角度来看，女性似乎比男性具有更高的情绪自适应性，即女性能够根据不同的情绪刺激产生回避或接近的反应，而男性则在正性和负性情绪下投入的注意资源没有差异. 有研究发现：高心理弹性的个体情绪灵活性高，能够对积极和消极的情绪刺激做出不同的情绪反应；低心理弹性的个体则相反，情绪灵活性低，无论情绪效价是积极还是消极，都没有明显情绪刺激的适应性反应，且情绪障碍者情绪灵活性较低，不能有效调节情绪[31].

本研究发现冥想的ERP存在显著的性别差异，对进一步了解冥想对不同人群的作用机制提供了一些线索. 但本研究存在以下缺陷：首先，本研究缺少空白对照组，因此结果仅显示差异，但不能区分差异来源，无法据此下结论;其次，本研究缺乏行为测试，本ERP实验结果反映的仅是短时冥想中对不同情绪刺激所引起的即时神经生理反应，不能探测冥想对情绪调节的作用效果;最后，被试没有冥想经验，本研究不能回答资深冥想者的冥想神经机制是否存在同样性别差异的问题. 将来需作进一步研究.

4 结论

本实验结果提示冥想的神经机制具有显著性别差异和大脑偏侧化. 在负性冥想条件下，男性在N160左额叶波幅显著大于右额叶；女性在P240右额叶波幅显著大于左额叶. 性别差异主要体现在前扣带回脑区、前额叶等情绪和注意调配相关的脑区上.