vmPFC

解剖与定位

腹内侧前额叶皮层占据内侧额壁的下部,从额叶喙端向后延伸至前扣带,并向下继续至眶面。该区是异质的,包括 Brodmann 10、14、25、32 区的一部分。它与邻近眶额皮层及膝前部前扣带的边界是渐进的而非清晰的;不同研究组划线略有不同 1。

vmPFC 位于一个结构上的十字路口:它经钩束从杏仁核接收密集投射,经扣带束从海马结构接收投射,经丘脑放射从背内侧丘脑接收投射,并经长的内侧皮层-皮层通路从后部默认模式区接收投射。这种汇聚是单一区被卷入如此多不同功能叙述的原因之一。

功能

vmPFC 在当代决策神经科学中是主观价值表征的标准所在。当人在选项之间作选择 ── 食物、金钱抽奖、社会结果 ── 时,vmPFC 的 BOLD 信号以跨模态、跨情境、跨个体偏好的方式随被选项的主观价值而变 1。同样的 vmPFC 活动,在行使审慎克制的自控者中追踪味道与健康价值二者;在非自控者中只追踪味道。这是认知神经科学中较洁净的功能分离之一。

历史的入口是安东尼奥·达马西奥的躯体标记假说。达马西奥与同事观察到,vmPFC 损伤的病人保留了正常智力与对后果的明示知识,但在像爱荷华博弈任务这样要求整合关于先前结果的情感信号才能成功选择的任务中,系统性地作出糟糕决策 2。躯体标记框架提出,vmPFC 把身体-情感信号绑入审慎的选择 ── 良好的决策依赖于不仅是被知道的,而且是被所感的「什么重要」的感受。

在评估之外,vmPFC 是默认模式网络的一个可靠节点,在自我参照思考、自传记忆提取与对他人(尤其是与己相似者)的模拟中被调用 3。该区在审慎评估与静息状态自我参照加工二者中的参与并非偶然;两者都涉及内部模型 ── 在其中,人所在意的事物得以被表征 ── 的构造与咨询。

卡哈特-哈里斯与弗里斯顿把默认模式功能映射到弗洛伊德的自我功能上,把 vmPFC 端正地置于通向深层心理学的桥梁之内 4。经典精神分析描述的自我的现实检验与价值整合功能 ── 把所欲与所能并置的艰难工作 ── 在一定程度上有 vmPFC 价值计算的经验面孔。

细胞类型

如同其余内侧前额叶皮层,vmPFC 由 III 层与 V 层的谷氨酸能锥体神经元主导,伴有联合皮层所特有的丰富抑制性架构。该区还包含稀疏的冯·埃科诺莫神经元群 ── 集中于前扣带与额-岛皮层、并在此延伸至内侧壁的大型、纺锤形的 V 层投射细胞 1。其确切功能仍有争议;可靠的是其分布与具有特别丰富长距离整合性连接的区相对应。

下行到细胞视图,可见重建的前额锥体神经元;档案中前额细胞具有联合皮层所特有的、长而广泛分支的尖端树突。

连接

钩束承载 vmPFC 与基底外侧杏仁核之间的相互联系 ── 这是情感信号被绑入审慎评估的主要通路,也是前额叶皮层在情绪调节中调节杏仁核反应性的主要通路 1。该束的损伤打乱这一对话的两个方向,贡献于 vmPFC 损伤病人特征性的决策损害。

扣带束把 vmPFC 引入更广的默认模式网络,与后扣带、楔前叶,以及(经扣带-穹隆通路的延续)海马结构存在强相互联系。这些联系支持把价值表征绑入自传记忆,并更广地绑入自我参照加工 2。

至前扣带、背内侧前额叶皮层与眶额皮层的局部联系,把 vmPFC 置于一个紧密耦合的内侧额叶系统之中,其中不同亚区处理价值、控制与社会认知的不同但相互重叠的方面 3。

临床语境

行为变体额颞痴呆(bvFTD)在早期保持记忆相对完好的情况下,产生人格、社会判断与决策的显著改变。萎缩累及 vmPFC 与邻近的眶额、前部岛皮层;临床综合征 ── 去抑制、淡漠、共情丧失、糟糕的财务判断 ── 说明当价值整合机器衰退而情景记忆仍存在时会发生什么。该病是关于 vmPFC 贡献的最洁净自然实验之一。

在重性抑郁障碍中,vmPFC 活动与连接性模式以贡献于该障碍特征性偏向(对自我的负面评估、反刍性自我参照思考)的方式被改变。默认模式网络框架在此有所帮助:vmPFC 所在的 DMN 内部的高连接性,与区别于抑郁认知的内转式反刍相关。

物质使用障碍显示出 vmPFC 中即刻对延迟奖赏表征的改变,这对选择即刻满足而非更长期目标的持续有意义 ── 这一发现对以加强黑尔等人所演示的 vmPFC 价值信号的背外侧前额叶调控为目标的治疗干预具有临床重要性 1。

在 PTSD 中,情绪调节期间 vmPFC 参与减弱是较可重复的功能性发现之一。机制性解读是:对杏仁核反应性的有效调节,要求沿钩束的 vmPFC-杏仁核通信完整;当该通信减弱时,与威胁相关的信号被皮层语境下调的程度降低。

发现的历史

vmPFC 的现代功能故事始于菲尼亚斯·盖奇 1848 年的病例 ── 这位铁路工人有名的额叶损伤(一根铁棒穿过他的眶额与腹内侧皮层),据当时叙述,保留了他的智力与语言,但改变了他的社会行为与决策。该病例在 1990 年代由汉娜·达马西奥等人用现代影像在盖奇保存的头骨上重新分析,结果与 vmPFC 损伤选择性损害情感对选择的整合这一假设一致。

经验证据由安东尼奥·达马西奥与同事用爱荷华博弈任务 ── 一种卡片选择范式,在其中病变病人在标准认知测验上表现正常,却无法从对结果的情感反馈中学习 ── 系统化 1。达马西奥的躯体标记框架给出领域第一份关于 vmPFC 对决策贡献的一致功能叙述,这一图像由安东尼奥·朗赫尔、托德·黑尔、科林·凯默勒等人用 fMRI 与经济选择范式延展与精化 2。