青少年非自杀性自伤行为相关脑功能机制影像学研究进展☆

冉杭林 赖顺凯 严舒雅罗艳鸽 苗浩飞 贾艳滨

非自杀性自伤（non-suicidal self-injury，NSSI）行为是指不以自杀为目的，反复、故意伤害自己身体，且不被社会接纳和认可的行为，包括自我切割、拉扯头发、烫伤及针扎等自伤方式[1]。青少年是NSSI行为的高发人群[2]，发生率为17%～60%[3]。NSSI的发生对青少年心理发育和社会功能产生深远影响，并显著增加自杀的发生风险[4]。《精神障碍诊断与统计手册第5版》（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders，5th Edition，DSM-5）已将其纳入诊断草案。目前认为NSSI行为可能与生物、心理以及社会因素有关[5]，尤其是认知功能损伤可能导致NSSI行为。近年来，神经影像学的研究进展迅速，为探索NSSI发生机制提供了重要的生物学证据。影像学研究发现青少年NSSI个体存在脑结构和脑功能异常[6-9]，本文对近年来NSSI行为相关脑功能机制的影像学研究进行回顾总结，为该疾病的早期预防、诊断和精准治疗提供重要依据。

1 NSSI与大脑功能

1.1 NSSI与情绪调节功能青少年心理发育尚未成熟，情绪稳定性差、易冲动，缺乏有效的情绪调节能力，部分青少年易将自伤行为作为情绪调节及缓解压力的一种方式[10]，反复自伤行为获得的暂时满足感又强化了该行为模式。此外，负性情绪抑制能力受损[4]，易导致青少年NSSI增加。情绪失调程度越高，发生NSSI的风险越高[11]。情绪调节障碍可能对NSSI产生影响，并可能与边缘系统异常调节有关[12]。

DAVIS等[7]发现较差的情绪调节能力与NSSI存在关联，有自伤行为的成年被试在执行消极情绪反应及情绪调节任务时，其杏仁核（amygdala）、内侧前额叶皮质（medial prefrontal cortex，mPFC）和扣带回皮质（cingulate cortex，CC）区域的激活程度增加。杏仁核激活是情绪体验的指标，mPFC激活是检索自我相关信息，而CC激活是检索自传体回忆，这些脑区激活程度异常增加提示NSSI个体存在自我情绪体验和调节异常。此外一项基于多元干扰任务的研究发现成年NSSI个体扣带回皮质（anterior cingulate cortex，ACC）激活增加，而背外侧前额叶皮质（dorsal lateral prefrontal cortex，dLPFC）激活减少，其中 dLPFC激活程度与情绪反应性和自我报告的冲动性呈负相关，这表明dLPFC激活减少与情绪控制较差及冲动增加相关[13]。而边缘型人格障碍（borderline personality disorder，BPD）个体在听到描述自伤行为的录音时dLPFC激活增加，在想象自我伤害行为的同时，扣带回中段的活动减少[14]，并且伴NSSI行为的BPD个体在实施自伤行为后杏仁核激活减少，额上回功能连接趋于正常化[15]。这表明在想象自伤的过程中，边缘系统相关脑区异常激活模式可能会导致情绪调节减弱、冲动控制降低，诱发NSSI行为的产生，而在实施NSSI行为后患者的情绪得到缓解，相关脑区功能得以正常化。一项采用心理治疗改善NSSI行为的研究发现[16]，存在自伤行为的青少年与健康对照组相比，其杏仁核-前额叶连接水平更低，16周心理治疗后与杏仁核-前额叶有关的功能得到增强，杏仁核-前额叶连接水平较低与情绪调节能力较差有关，提示情绪相关杏仁核和前额叶的连接水平增强可以有效改善NSSI行为。

边缘系统中杏仁核和扣带回是情绪网络（affective network，AN）[17]的两个关键点，而 dLPFC则属于执行控制网络（executive control network，ECN）[18-19]，AN 和 ECN 涉及情绪的感知加工及抑制能力，上述情绪管理脑区激活异常可能导致AN及ECN异常，影响个体情绪感受及调节能力，进而导致NSSI行为。因此增加青少年情绪管理技能，或能有效预防NSSI的发生。

1.2 NSSI与社会认知功能社会认知[20]是大脑自下而上的信息处理过程，是对周围环境信息进行评估并产生适当的行为反应，以指导自身社会行为的高级认知过程，涉及归因倾向、社会知觉及社会知识等不同过程。研究发现青少年NSSI与社会认知功能存在联系。

青少年NSSI个体对自身及社会信息的认知加工过程容易出现偏差，因此社会认知的神经生物学基础是研究NSSI的重要途径。投球范式是激发个体社会排斥感的经典范式，常用于NSSI研究以观察与社会认知有关的脑部激活特征。GROSCHWITZ等[21]通过投球范式探究NSSI个体在社会排斥条件下的认知特征，发现伴NSSI抑郁症患者mPFC和外侧前额叶皮质（ventrlateral prefrontal cortex，vLPFC）的激活程度相对不伴NSSI抑郁症患者和健康对照均增加。而伴NSSI与不伴NSSI行为的BPD个体都显示出腹侧前扣带回（ventral anterior cingulate cortex，vACC）激活增加[22]，并且伴NSSI行为的BPD个体还表现出壳核激活水平更高，以及前扣带回皮质（pregenual anterior cingulate cortex，pACC）和前脑岛（anterior insula，AI）激活增加[23]。在青少年NSSI个体社会认知研究中，突显网络（salience network，SN）与默认网络（default mode network，DMN）是涉及较多的两个脑网络。SN主要包括双侧AI、背侧前扣带回皮质（dorasl anterior cingulate cortex，dACC），是参与感受、认知、社会意识的脑功能网络[24]。DMN主要包括后扣带回皮质（posterior cingulate cortex，PCC）、vACC、mPFC，与自我认知、内外环境监测等功能有关[25]。

上述研究结果提示伴NSSI青少年对社会排斥的反应更加敏感，对社会认知的加工出现异常，并且SN、DMN相关脑区激活改变，这可能是青少年社会认知过程异常和NSSI发生的脑神经机制。但上述研究[22]存在数据使用时效性问题，将时间跨度较大的数据纳入对比可能会使结论可信度降低。

1.3 NSSI与疼痛感知疼痛是与实际或潜在组织损伤相关的不愉悦感觉和情绪情感体验，或与此相似的经历[26]。已有研究认为疼痛包含体感和情感两方面。BONENBERGER等[8]对30例青少年女性NSSI者给予消极刺激，与对照组相比，NSSI组在疼痛体感有关的后脑岛激活水平无明显差异，但NSSI组双侧AI神经激活显著降低，并且在不同强度刺激下其激活水平保持恒定不变，而对照组该区域激活水平随着刺激强度的增强而增加。AI激活与痛苦刺激的情感调节有关，NSSI组表现出双侧AI激活程度降低，可能意味对痛苦刺激感知不足和情感调节控制能力不足，而产生NSSI行为。研究亦发现NSSI个体的疼痛阈值和耐受性更高[27]，主观疼痛强度较低，随着疼痛耐受性逐渐增高其自伤行为逐渐减少[28-29]，将疼痛作为情绪缓解的一种方式[29]。有研究发现大脑皮质体积变化[6，30]以及疼痛刺激来源[31]也与NSSI存在联系。如伴NSSI青少年的脑岛（insula）与ACC体积显著减小[6]。在脑岛和次级躯体感觉皮质（somatosensory cortex，SI）中，疼痛相关的活动分级与刺激产生方式无关，自我产生的疼痛刺激在初级SI反应减弱[31]，说明自我产生的疼痛与外界刺激产生的疼痛对脑部激活水平影响不同。

此外，奖赏环路涉及风险决策与疼痛识别。在OSUCH等[32]一项给与痛苦冷刺激的研究发现，NSSI组青少年奖赏环路中的丘脑、背侧纹状体和楔前叶激活程度与负性刺激正体验相关，对照组则不存在该相关关系，提示NSSI组负性刺激奖赏环路存在损害，错将负性刺激作为正体验而产生NSSI行为。根据情绪认知调节模型[33]，个体可能通过寻求负性刺激缓解负性情绪，从而导致NSSI行为反复出现，最后演变为自杀。此外，多项研究亦发现NSSI组奖赏环路激活水平异常，基于赌博任务范式的功能MRI（functional magnetic resonance imaging，fMRI） 研究发现，BPD 伴NSSI组奖赏环路中眶额皮质（orbitalfrontal cortex，OFC）激活程度较BPD不伴NSSI组和健康对照组显著增强，且左侧OFC与右侧海马功能连接降低[34-35]。OFC参与理性决策，海马旁回辅助信息编码检索，两者功能连接降低提示NSSI个体理性决策功能受损，导致风险行为增加。POON等[9]采用fMRI发现青春期早期NSSI者双侧壳核激活水平增高，并与奖赏环路脑区的神经敏感性增强密切相关，奖赏环路脑区的神经敏感性与NSSI存在关联。以上这些研究提示与奖赏环路有关脑区过度激活影响了青少年风险决策中的奖赏加工过程，表现出刺激寻求和奖赏敏感，从而产生NSSI行为。

以上研究提示伴NSSI行为的个体脑体积减少及激活水平异常可能与疼痛阈值高和耐受性高存在联系，相关脑区如脑岛、杏仁核、丘脑前核、边缘皮质、中脑、脑桥和躯体感觉皮层等结构和功能异常破坏了疼痛识别与保护机制。NSSI者可能因疼痛负反馈保护丧失导致自伤行为。疼痛刺激来源对NSSI的影响及区别还有待研究。

2 临床干预后脑影像变化

目前对于NSSI行为的干预主要为心理治疗，其中辩证行为疗法（dealectical behavior therapy，DBT）是较常用、经验性支持的治疗方法，与其它治疗方法相比效果更佳。一项研究对24名有自伤行为的青少年进行16周DBT治疗，发现基线时的杏仁核-前额叶连接水平可以预测疗效[16]，但该研究仅测量了基线的脑区功能连接水平，无法对治疗前后连接水平进行比较。心理治疗与NSSI者脑影像改变的研究仍需进一步深入。

药物治疗也可有效降低自伤行为。研究发现，35名年龄12～25岁的青少年女性在服用6～8周N-乙酰半胱氨酸（N-acetylcysteine，NAC）后，其自伤行为明显降低[36]，同时也发现在静息态fMRI下，右侧杏仁核与右下额叶皮质连接增强，以及右伏隔核与左上内侧回之间连接减弱[37]。目前尚无美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）批准用于治疗NSSI的药物方案，可能是因为药物治疗NSSI相关研究数量较少。暂无物理方法治疗NSSI行为的神经影像学研究报道，但已有研究认为物理治疗也可作为NSSI行为的治疗方式[38]。

3 总结与展望

目前的研究发现NSSI个体在情绪识别管理、社会信息加工和疼痛识别处理等方面存在变化，而与其对应的奖赏环路、SN、DMN等脑区也存在异常激活。MRI研究支持多脑区共同作用导致NSSI的假说。目前对于NSSI的研究数量仍较少，结论亦不一致，可能是样本量少及纳入标准不一致导致，如年龄标准，部分研究仅纳入未成年人，而有的则包括成年人，对NSSI行为发生的时间要求也不一致。研究对象中女性比例偏多等问题也影响研究结果。目前对NSSI行为的共病研究较多，由于NSSI行为的成因及心理机制尚不明确，针对性治疗研究较少。在其它精神障碍患者中发现存在偏侧化异常现象[39]，在NSSI中是否存在还未知，未来可对此进行探究。此外，目前的研究大多是横断面研究，纵向研究较少。

未来需对青少年NSSI行为干预研究的机制进行纵向研究探讨，动态跟踪NSSI青少年脑影像变化。扩大样本量，并可针对单纯NSSI行为个体展开研究。影像学的研究可以结合多模态脑影像技术指标，共同探索NSSI的发生机制及可供早期识别的生物影像标志物。而随着基因影像学的发展，将基因影像学方法融入到未来研究中，可建立基因影像-环境-心理行为模式下青少年NSSI的疾病预测模型，从而在早期对易感人群进行识别和干预，这对NSSI青少年的预后具有重要指导意义。