靜息心率的研究現(xiàn)狀與展望

靜息心率的研究現(xiàn)狀與展望

1低靜息心率近20年來，關于攻擊和反社會行為的生理基礎研究有所增加，同時取得了豐富的成果。特別是腦成像技術的應用為研究反社會行為的神經(jīng)生理機制提供了最直接的證據(jù)。大量研究已經(jīng)表明,反社會行為與神經(jīng)生理缺陷有關,如自主神經(jīng)系統(tǒng)功能異常(Lorber,2004Raine,2002a),前額葉或邊緣系統(tǒng)功能、結(jié)構異常(Glenn,Raine,Schug,Young,&Hauser,2009Raine,Lencz,Bihrle,LaCasse,&Colletti,2000Yangetal.,2005;Kiehl,2006;Kiehletal.,2001)等。目前大部分研究者認為,低靜息心率(lowrestingheartrate)是與兒童及青少年反社會行為相關最強的生物學因素(Ortiz&Raine,2004),還是重復最好、最易測量、最顯著的因素之一(Raine2002a)。低靜息心率與反社會行為的關系在至少六個國家(英格蘭、德國、新西蘭、美國、毛里求斯、加拿大)的研究都得到了相同結(jié)果(Raine2002a),我國的相關研究也取得了類似的結(jié)果(于曉溪,2008;王振宏,郭德俊,游旭群,高培霞2007)。這些研究表明兩者的關系具有跨文化的一致性。而且在老鼠、兔子、獼猴等動物身上也發(fā)現(xiàn)了低靜息心率與攻擊行為的直接關系(Bouwknechtetal.,2001;Caramaschi,deBoer,&Koolhaas,2008;Cherkovich&Tatoyan,1973Eisermann,1992)。2低靜息心率研究表明臨床上多種反社會行為都與低靜息心率存在正相關,Herpertz等人對注意力缺陷多動障礙兒童、品行障礙兒童、注意力缺陷多動障和品行障礙共病的兒童以及正常兒童的靜息心率進行了比較,單因素方差分析(one-wayANOVA)結(jié)果表明,四組兒童靜息心率差異顯著(p=0.002)正常組的兒童靜息心率要高于其他三組兒童(Herpertzetal.,2003)。研究還發(fā)現(xiàn)破壞性行為障礙兒童(Zahn&Kruesi,1993)、成人精神病態(tài)罪犯(Hare,1978)的靜息心率也都低于控制組。而且在使用不同的方法測量的(如觀察、自我報告、教師評估)攻擊行為(Maliphant,Hume,&Furnham1990;Scarpa&Ollendick,2003;Zahn-Waxler,ColeWelsh,&Fox,1995),以及在不同年齡段(兒童、青少年、成年)的群體中都發(fā)現(xiàn)存在這種關系(Raine&Jones,1987;Rogeness,Cepeda,Macedo,Fisher&Harris,1990;Scarpa,Fikretoglu,&Luscher2000)。而且低靜息心率還是終身持續(xù)犯罪人的顯著特征(Moffitt&Caspi,2001)。也有些研究取得了不一致的結(jié)果(Posthumus,B?cker,Raaijmakers,VanEngeland,&Matthys,2009;VanHulle,Corley,Zahn-Waxler,Kagan,&Hewitt,2000)。如Posthumus等人(2009)的研究發(fā)現(xiàn)低皮膚電水平而不是低靜息心率與學前兒童的高攻擊行為有關。2.1低靜息心率關于低靜息心率與反社會行為的關系已得到多個縱向研究的證明,Raine等人的一項樣本數(shù)量為1795名兒童研究發(fā)現(xiàn)3歲時具有低靜息心率的兒童在11歲時攻擊傾向更明顯(A.Raine,Venables,&Mednick,1997),15歲時具有低靜息心率的男孩中有74.7%在24歲時犯罪(Raine,Venables,&Williams,1990a,1990b)。一項對411名英國男性的縱向研究顯示18歲時的低靜息心率與40歲時的暴力犯罪行為顯著相關(Farrington,1997)。Wadsworth(1976)的研究發(fā)現(xiàn),11歲時的低靜息心率可以預測21歲時81%的暴力犯罪和67%的性犯罪。然而有些研究并未發(fā)現(xiàn)低靜息心率可以預測反社會行為,VanHulle,Corley,Zahn-Waxler,Kagan,與Hewitt(2000)的研究測量了兒童在14、20、24、36月時的心率,同時對兒童7歲時的外化行為問題進行評估,結(jié)果表明,低靜息心率并不能預測外化行為問題。Hawkins等人(2000)對關于低靜息心率與暴力行為的研究進行統(tǒng)計分析后認為低靜息心率并不能預測暴力行為。2.2低靜息心率Farrington(1997)的研究表明,在控制了沖動性、就業(yè)情況、身體特征、父母犯罪和智商等其他危險因素后,低靜息心率仍與暴力犯罪有顯著的相關。還有研究表明在控制了人口學變量、父母教育水平、前額葉功能等變量后,低靜息心率仍可以將監(jiān)禁的青少年與正常青少年區(qū)分出來(Cauffman,Steinberg,&Piquero,2005)。Armstrong,Keller,Franklin,與Macmillan,(2009)對青年大學生群體的研究發(fā)現(xiàn),控制了親子依戀、自我控制和其他可以影響心率的因素(如身高、體重)后,低靜息心率仍與反社會行為顯著相關。Raine(2002a)在其一篇關于兒童攻擊與反社會行為生理基礎的綜述中指出:反社會行為與低靜息心率之間的關系并非偽相關,在排除了身高、體重、藥物/酒精濫用、體育鍛煉、社會心理差異等其他可以混淆的變量后,這種關系仍然存在。最近的一項研究表明,9~10歲兒童的靜息心率與反社會行為水平呈負相關,而且低靜息心率兒童的外化行為問題似乎更多受基因的影響(Bakeretal.2009)。2.2.1攻擊和反社會行為很多研究表明了人格特質(zhì)在低靜息心率與反社會行為之間起到中介作用。低靜息心率與高沖動性和低抑制水平以及高水平的感覺尋求有關(DePascalis,Valerio,Santoro,&Cacace,2007Mathias&Stanford,2003)。同時沖動、感覺尋求等人格特質(zhì)也與攻擊和反社會行為有關系(Joireman,Anderson,&Strathman,2003;Newcomb&McGee,1991)。Sijtsema等(2010)的研究表明感覺尋求在男性青少年低靜息心率與破壞規(guī)則(根據(jù)量表測得)之間起中介作用。2.2.2低靜息心率當考慮到社會因素時,研究發(fā)現(xiàn),如果低靜息心率的兒童與父母關系不良或出生在多子女的家庭時,他們在成年后更容易犯罪(Farrington1997)。當考慮到社會經(jīng)濟條件因素時,有良好社會經(jīng)濟背景的群體的低靜息心率與反社會行為之間的關系更顯著(Raine,2002b),如Raine與Venables(1984)的研究表明,雖然總體上,反社會行為青少年的靜息心率較低,但來自上等社會階層的個體低靜息心率與反社會傾向的關系更強他們在毛里求斯進行的研究表明來自上等社會階層的兒童在3歲時的低靜息心率與11歲時的攻擊傾向存在相關,而在低等社會階層的兒童身上沒有發(fā)現(xiàn)這種相關。為解釋這一現(xiàn)象,他們提出了“社會推進”(socialpush)假設,即如果缺乏“推進”其反社會行為的社會因素,生理因素更可能解釋兒童的反社會行為(Raine&Venables,1981),因此,社會經(jīng)濟背景因素同樣影響兒童或青少年反社會行為的發(fā)展。然而,Kindlon等人(1995)的研究發(fā)現(xiàn),處于低社會經(jīng)濟地位的9~12歲的男孩表現(xiàn)出的大量打斗行為與低靜息心率有關。2.3低靜息心率與兒童及青少年反社會行為關系的元分析Raine(1996a)最早對低靜息心率與反社會行為之間的關系進行了元分析,他的元分析包含了29個獨立樣本,結(jié)果顯示平均效應量為d=-0.56在男性群體與女性群體中分別表現(xiàn)出很好的效應量(分別為d=-0.50和d=-0.63),無論是通過測量脈搏(d=-0.49),還是用心電圖(d=-0.53)都有很強的效應量。Ortiz和Raine2004年對心率與兒童及青少年反社會行為關系的相關研究進行了元分析,他們分析了40項獨立的研究,共包含了5868名兒童,結(jié)果表明總效應量d=-0.44。Lorber(2004)的元分析的研究對13項靜息心率與兒童及青少年行為問題進行了分析,結(jié)果表明總效應量為d=-0.33,低靜息心率與兒童行為問題之間關系的效應量為d=-0.34,低靜息心率與青少年行為問題之間關系的效應量d=-0.35,與兒童攻擊行為之間關系的效應量為d=-0.51,低靜息心率與青少年攻擊行為之間關系的效應量為d=-0.15。根據(jù)效應量大小的判斷標準,效應量(絕對值)分成為小(d<0.2)、中(0.2<d<0.7)、大(d>0.8),由此可以看出,靜息心率與兒童及青少年反社會行為關系的效應量只是中等水平。3低靜息心跳與反社會行為關系的理論當前學者對低靜息心率與反社會行為之間關系更多是從人格和神經(jīng)生理等特質(zhì)的角度來進行解釋,主要有以下理論:3.1人類理論3.1.1低喚醒理論的提出對低靜息心率與反社會行為關系的解釋中,最簡單和最明顯的便是低喚起(lowarousal)理論,或刺激尋求(stimulation-seeking)理論。有研究表明,反社會行為兒童及青少年自主神經(jīng)活動的多項生理指標都是低喚醒狀態(tài)(Armstrongetal.,2009;Boyceetal.,2001;Crowelletal.,2006)。低喚醒理論最早是Eysenck于20世紀60年代末提出的,他通過實證方法探討了人格特質(zhì)維度與神經(jīng)生理系統(tǒng)的關系。根據(jù)該理論,外傾者和內(nèi)傾者有不同的皮層喚醒水平;而神經(jīng)質(zhì)人格特質(zhì)則與邊緣系統(tǒng)的喚醒有關(郭少聃,何金蓮,張利燕,2009)。低靜息心率表明低自主喚醒水平,低自主喚醒水平是一種不愉快的生理狀態(tài),反社會傾向個體為了達到正?；驖M意的喚醒水平而進行感覺尋求和從事冒險行為(Eysenck,1998;Raine,Reynolds,Venables,Mednick,&Farrington,1998)。另外Ellis(2005)提出了進化神經(jīng)雄激素理論(evolutionaryneuroandrogenictheory)來解釋反社會行為生物學基礎,該理論也認為低靜息自主神經(jīng)活動與低自主神經(jīng)活動變化是亞適宜喚醒(suboptimalarousal)的生理標志,這種低于最適宜喚醒水平的生理基礎使個體傾向于尋求更緊張的刺激。3.2神經(jīng)生理理論3.2.1刑罰性后果理論低恐懼理論(fearlessness)認為,低靜息心率表明低恐懼水平(Raine,1997),因為攻擊行為往往導致懲罰性的后果,從而個體會對懲罰有恐懼感,可是低恐懼個體因為缺乏對懲罰的恐懼,而更傾向產(chǎn)生反社會和暴力行為。該理論得到了研究的證實,那些有去抑制氣質(zhì)(disinhibitedtemperament)的嬰兒和兒童具有低靜息心率,他們在青少年或成年時更容易從事違法犯罪行為(Raine,1996b;Raine,Venables,&Mednick,1997)。3.2.2小鼠理性情緒和去甲腎上腺素能力的影響去甲腎上腺素功能減弱(reducednoradrenergicfunctioning)理論認為,甲腎上腺素功能減弱會擾亂交感神經(jīng)的活動,從而導致反社會個體交感神經(jīng)喚醒水平較低(Raine,1996a)。中樞神經(jīng)系統(tǒng)的去甲腎上腺素能神經(jīng)元,其胞體主要位于背側(cè)腦橋的藍斑等核團,激活去甲腎上腺素神經(jīng)元的效應之一是增加對周圍事物的關注,即警覺(Carlson,2007)。因此,反社會個體因去甲腎上腺素功能減弱而對懲罰缺乏警覺從而更具暴力傾向。已有研究證明了品行障礙兒童的靜息心率和去甲腎上腺素水平低于控制組(Rogeness,Cepeda,etal.,1990;Rogeness,Javors,Maas,&Macedo,1990)。3.2.3反社會行為人群腦合成障礙與腦結(jié)構異常Raine(2002a)指出,低靜息心率與反社會行為之間的關系可能與大腦右半球功能減弱有關。大腦右半球控制心臟交感神經(jīng)(Yoon,Morillo,Cechetto,&Hachinski,1997),研究表明大腦右半球功能減弱會導致心率減慢(Zamrinietal.,1990),Oppenheimer(2006)發(fā)現(xiàn)右腦島與心率減慢有關。大腦右半球功能異常(尤其是前額區(qū)域)與撤回系統(tǒng)(withdrawalsystem)缺陷有關(Davidson,1998)。撤回系統(tǒng)促使個體從厭惡或危險的情景中撤退,從而避免受到傷害。對大腦右半球損傷個體的fMRI研究也表明,反社會行為群體大腦右半球功能或結(jié)構異常(Mülleretal.,2008;Raineetal.,2001)。最近關于反社會傾向兒童及青少年的相關腦成像研究也證實了這一理論,Kruesi等人(2004)研究發(fā)現(xiàn),早發(fā)型行為障礙兒童大腦右側(cè)顳葉灰質(zhì)容積小于控制組。但該理論并沒有得到直接的驗證,目前還沒有研究同時考察靜息心率、大腦右半球功能和反社會行為三者之間的關系。3.2.4低靜息心率與反社會行為的關系還有學者認為反社會行為個體的低靜息心率與迷走緊張(vagaltone)增強有關(Beauchaine,2001;Raine&Venables,1984)。迷走緊張是指位于延髓內(nèi)的心迷走神經(jīng)元在平時的緊張性活動。心率變異性(heartratevariability,HRV)可以作為測量迷走神經(jīng)活動的指標。心率變異性(heartratevariability,HRV)指的是心跳快慢的變化情況,心跳快慢是由兩個相鄰的R-R間期時間長短決定的。另外,由于呼吸而引起的心率節(jié)律性振動被稱為呼吸性竇性心律不齊(respiratorysinusarrhythmia,RSA),它反映了與呼吸周期有關的心率變異性,以及副交感神經(jīng)對心臟活動的影響(秦榮彩,王振宏,呂薇,2011)。同樣也有研究表明反社會行為和攻擊性個體表現(xiàn)出心率變異性和呼吸性竇性心律異常(Mezzacappaetal.,1997;Scarpaetal.,2000)。最近有學者提出了維甲酸類毒性假設(Retinoidtoxicityhypothesis),維甲酸類物質(zhì)(retinoid,維生素A類化合物的總稱)在子宮中的過度表達(overexpression)——通過去甲腎上腺素-膽堿能轉(zhuǎn)換(noradrenergic-cholinergicswith),導致心臟功能和血液動力學(hemodynamic)的改變,從而導致低靜息心率,大腦結(jié)構及功能的改變,輕微身體缺陷和持久暴力(Mawson,2009)。從上面的論述可以看出來,對低靜息心率與反社會行為之間關系的解釋經(jīng)歷了從宏觀到微觀的過程,隨著科技的進步也許有一天可以從基因和遺傳的角度來解釋二者的關系。但以上理論還都只是從單一的角度進行闡釋,然而在解釋反社會行為的理論是不應該忽視社會因素的,構建一個包含社會因素和其他相關因素的統(tǒng)合的理論才可以更好地解釋二者的關系。4限制和期望4.1低靜息心率與大多數(shù)關于反社會行為神經(jīng)生理基礎的研究相似,關于低靜息心率與反社會行為之間關系的研究還主要集中在男性群體中,目前只有少數(shù)幾項研究考察了二者在女性群體中的關系,但并沒有取得一致的結(jié)果。一些研究發(fā)現(xiàn)了女性群體的低靜息心率與反社會行為之間存在正相關(Maliphantetal.,1990;Raine,Venables,etal.1997;Rogeness,Cepeda,etal.,1990),Moffitt與Caspi(2001)所做的一個縱向研究的結(jié)果表明,低靜息心率只與終身持續(xù)型反社會的女性青少年有關,而那些青春期型反社會的女性青少年會表現(xiàn)出更高的靜息心率。有的研究只在男性青少年身上發(fā)現(xiàn)了低靜息心率與反社會行為之間的關系在女性青少年身上卻沒有發(fā)現(xiàn)這種關系(Crozieretal.,2008;Sijtsema,etal.,2010)。研究結(jié)果不一致的原因可能是由于目前相關研究數(shù)量較少,也可能是由于男性在攻擊形式上更多地采用直接攻擊而女性更多采用間接攻擊(Card,StuckySawalani,&Little,2008),而間接攻擊更不易測量這也是女性的研究較少的原因之一。從前文的元分析結(jié)果可以看出,低靜息心率與反社會行為之間的關系并不是很強,其原因之一可能是研究側(cè)重點與被試篩選標準的差異。攻擊與反社會行為是一個很多研究領域都感興趣的現(xiàn)象,但各個領域所關注的群體是不同的,如人格心理學家更多關注正常群體而臨床心理學家更多關注有精神障礙的群體。目前學界關于兒童及青少年行為問題的定義還未達成一致,如有研究者使用DSM-IV-TR(美國心理疾病診斷和統(tǒng)計手冊第四版)的診斷標準來選取被試,還有一些研究者使用“反社會”或“攻擊”來描述其研究的群體正因為如此,本文也只能采用大多數(shù)綜述或元分析文獻的做法,將其統(tǒng)稱為反社會行為(如Ortiz&Raine,2004;Raine,2002a)。然而,雖然存在攻擊行為是大多數(shù)行為問題兒童與青少年的共有的特點,但不同類型的行為問題還是存在差異,如反社會行為個體并非都具有攻擊性,同時反社會行為存在多種表現(xiàn)形式(如病態(tài)說謊,缺乏罪惡感缺乏共情等)。研究群體的不一致會導致對研究結(jié)果的解釋更為復雜。研究結(jié)果的不一致的另一個可能原因是,未對反應性攻擊(reactiveaggression)和主動性攻擊(proactiveaggression)進行區(qū)分(Hubbardetal.2002,2004)。既往研究發(fā)現(xiàn),兒童及青少年的攻擊行為能夠做出上述區(qū)分(Vitiello&Stoff,1997)并可能存在不同的成因與神經(jīng)生理基礎。沖動性攻擊主要與早年身體虐待有關(Dodge,Lochman,Harnish,Bates,&Pettit,1997);而主動性攻擊則更具遺傳性(Raineetal.,2006)。關于兒童及青少年的相關研究表明,主動性攻擊兒童的反社會行為危害更大,更容易發(fā)展成為精神病態(tài)或反社會人格(Fite,Stoppelbein,&Greening,2009;Raine,etal.,2006)。但目前只有少數(shù)幾項研究做出了這種區(qū)分,Scarpa,Haden與Tanaka(2010)的研究表明,兒童的反應性攻擊與和高靜息心率相關,而主動性攻擊與低靜息心率有關。VanVoorhees與Scarpa(2002)的研究發(fā)現(xiàn)主動性攻擊與低靜息心率有關,而反應性攻擊與靜息心率沒有關系。由于DSM-IV是以癥狀而非內(nèi)在機制對兒童及青少年破壞行為障礙進行分類,對反應性攻擊與主動性攻擊的區(qū)分并不能與對立違抗障礙和品行障礙的診斷完全對應。因此,關于這兩類攻擊的研究大都集中在普通兒童群體,有學者建議未來在對立違抗障礙與品行障礙的分類中,應該對這兩類攻擊予以區(qū)分(Kempes,Matthys,deVries,&vanEngeland,2005)。4.2靜息心率:一個縱向研究未來的研究首先需要要對反社會行為進行系統(tǒng)的分類,例如,進一步區(qū)分反應性攻擊與主動性攻擊,終身持續(xù)犯罪行為與青春期犯罪的兒童與青少年,考察不同類型的反社會行為是否都與低靜息心率有關系。測量靜息心率的研究屬于“標記性研究”(markerstudy)(Patrick,2008),此類研究可以告訴我們反社會行為兒童與青少年與正常群體生理特點的差異,但對于產(chǎn)生這種區(qū)別的原因卻需要其他研究方法的補充,所以未來的研究還應采用腦成像、基因技術等方法進一步揭示不同類型反社會行為的神經(jīng)生物學基礎。我們已經(jīng)知道心率有很大的遺傳性(Snieder,Harshfield,&Treiber,2003),一些反社會行為也存在遺傳性(Mason&Frick,1994),如果能找到共同影響低靜息心率與反社會行為的基因因素,將對反社會行為的早期矯治有重要意義。與其他測量程序復雜的神經(jīng)心理學研究手段(如EPR、fMRI研究)相比,靜息心率的測量簡單易行。因此,在對嬰幼兒與大規(guī)模群體的研究中,對靜息心率的研究可以發(fā)揮重要作用。尤其是嬰幼兒的縱向研究,對了解反社會行為的發(fā)展路徑及對反社會行為進行早期干預治療有重要的意義。當前,對于這些研究成果的應用還只是停留在群體的水平,不能用于對個體的診斷和篩選,不過將包括靜息心率在內(nèi)的自主神經(jīng)活動的測量用于兒童與青少年犯罪的矯治與預防等實踐領域應是未來研究所關注的方向。最近有研究表明以減少沖動、違抗和攻擊行為為目的的認知行為干預措施對于低靜息心率的破壞性行為障礙兒童并不起作用(Stadleretal.,2008)。從十九世紀意大利犯罪學家龍勃羅梭對“天生犯罪人”的研究到今天對反社會行為神經(jīng)生理機制的研究