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摘要焦虑（anxiety）是一种独特的、令人痛苦的负性情绪。一方面，焦虑引起机体对威胁产生警惕并启动防御机制，使其能够更快地对潜在危险做出反应，因此是一种具有生存意义的、得到进化保留的适应性情绪状态。另一方面，持续的过度焦虑可能形成病理焦虑，即发展成为焦虑障碍。再者，人群中经历焦虑的倾向存在个体差异，有的人更易产生焦虑情绪而有的人则更少经历焦虑，这反映了一种稳定的焦虑人格特质。尽管焦虑受到了基础科学、临床神经科学和精神疾病学研究的广泛关注，其独特的神经机制还未被很好的揭示。尤其是在神经生物学水平上，焦虑能否与概念相似的恐惧和抑郁（一般负性情绪）区别开来尚不清楚。<br>　　研究一从焦虑的病理生理机制入手，利用神经影像学元分析（meta-analysis）方法对已发表的广泛性焦虑症基于体素的形态学（voxel-basedmorphometry，VBM）研究的全脑结果进行统一。同时，纳入恐惧相关障碍（含社交恐惧症、特殊恐惧症、惊恐障碍和广场恐惧症）及重度抑郁症的VBM研究，与广泛性焦虑症的VBM研究结果进行定量比较元分析。结果发现，广泛性焦虑症左侧脑岛和额下回的灰质体积小于健康对照被试，左侧脑岛、内侧前额叶、右侧角回和顶下回的灰质体积相对于恐惧相关障碍患者特定减小，左侧额下回的灰质体积相对于重度抑郁症患者特定减小。<br>　　研究二考察健康大学生中易焦虑倾向——特质焦虑的灰质体积关联。利用两个独立样本（样本1：n=80；样本2：n=52）的结构磁共振成像数据，通过VBM分析得到每名被试的灰质体积并与其状态—特质焦虑量表中的特质焦虑得分进行全脑多元回归分析（样本1）。为探究全脑多元回归分析结果的稳健性和可推广性，研究还进行了内部（样本1）和外部（样本2）预测性验证分析。在排除了社交恐惧特质（Liebowitz社交焦虑量表测得）和抑郁水平（贝克抑郁量表测得）的影响后，全脑多元回归分析发现特质焦虑水平与丘脑内侧核（板内核和背内侧核）及腹侧间脑的灰质体积呈显著正相关，并且该结果在内部四折交叉验证和外部预测分析中得到了验证。在未控制社交恐惧特质和抑郁水平的情况下未发现与特质焦虑正向或负向相关的脑区。<br>　　研究三基于不确定性实验范式利用6个样本（n=445）的功能磁共振成像数据得到了能准确和特异预测主观焦虑体验的大脑功能预测模型。自主设计的“不确定威胁预期”实验范式要求被试预期不同不确定程度的电刺激，并评价每个实验试次预期期间的主观焦虑水平（1-5分，没有焦虑到非常焦虑）。采用基于机器学习的多变量模式分析（multivariatepatternanalysis，MVPA）方法，本研究确定了一个敏感、特异及可推广的全脑神经激活模式标记。该标记正向预测主观焦虑水平的脑区包括前脑岛、丘脑内侧核、背外侧前额叶、顶上小叶、顶下小叶和枕下回。该标记在功能和空间分布上区别于前人研究中发现的主观恐惧和主观负性情绪标记。<br>　　综上所述，本论文采用多模态、多手段的分析方法结合磁共振成像和不确定性范式从三个角度开展了焦虑特定神经结构与功能基础的系统性研究，主要结论包括：（1）广泛性焦虑症的特定大脑结构基础主要表现为内感受和突显性加工相关脑区——左侧后脑岛和额下回灰质体积的降低，这可能反映了病理焦虑个体对内外部环境刺激的过度警觉和持久的过度担心；（2）特质焦虑的特定大脑结构关联位于以丘脑为核心的间脑区域，其灰质体积的增大可能有助于感觉和情感信息整合，从而引起了高特质焦虑个体中更高的唤醒水平；（3）主观焦虑体验由全脑范围内分布式的神经活动表征（前脑岛、丘脑、背外侧前额叶、顶叶等），基于MVPA的全脑预测模型能敏感且相对特异地预测不确定性范式诱发的焦虑状态下的主观焦虑程度。本论文全面地刻画了焦虑特定的大脑结构和功能基础，弥补了以往研究的空白，拓展了以往对焦虑神经生物学机制的理解，并得到了焦虑相关的神经标记，具有重要的临床实践意义。