段海军教授团队在Cerebral Cortex发文揭示tDCS干预改善应激后创造力损伤的神经机制-现代教学技术教育部重点实验室

研究进展

段海军教授团队在Cerebral Cortex发文揭示tDCS干预改善应激后创造力损伤的神经机制
发布时间:2023-08-19     阅读量:

创造力既是人类独有的天赋,也是人类最重要的活动之一。当前,剧烈的社会变革对人类创造力提出了严峻考验。人们经常需要在应激下维持创造活力来生成创造性问题解决方案。来自行为学和脑科学的多重证据显示应激会扼杀个体创造力。应激不仅影响个人和组织的绩效产出,同时也会增加易感脆弱人群患身心疾病的风险。因此,探索应激下提升创造力的脑干预手段对于培养高素质的创新人才和提升组织创造力具有现实的指导意义,也对优化应激相关病症的临床干预手段具有重要的科学价值。

近日,陕西师范大学现代教学技术教育部重点实验室段海军教授团队在国际著名神经影像学期刊Cerebral Cortex在线发表了题为“Preventing prefrontal dysfunction by tDCS modulatesstress-induced creativity impairment in women: anfNIRS study”的文章。该研究首次探讨了经颅直流电刺激技术(tDCS)诱导的背外侧前额叶皮层(dlPFC)左侧偏侧化激活对应激下创造力损伤的缓解作用,并结合功能性近红外成像技术(fNIRS)揭示了其中潜在的神经机制。

90名被试被随机分为三组,分别接受假刺激应激诱发、真刺激应激诱发(左侧dlPFC阳极刺激/右侧dlPFC阴极刺激)和假刺激控制条件。他们首先完成多物品用途任务(AUT)以测量创造力基线水平,然后在tDCS刺激后接受应激诱发或控制任务,最后完成AUT后测任务。

1实验流程图

2 tDCS操作与fNIRS光极位置示意图

行为学结果显示,应激条件显著提高了应激相关的生理反应和负性情绪状态,并削弱了创造力表现。通过tDCS应激前干预,被试心率和焦虑上的应激反应水平显著降低,在流畅性、灵活性和独创性三个维度上均表现出更高的创造力成绩。

3创造力任务结果

fNIRS结果显示,相比于控制组,应激假刺激组表现出应激下PFC失活状态。而tDCS刺激组在双侧dlPFC和PFC区域均表现出相比于正常应激状态下更强的激活,且与无应激控制组激活程度无差异。

4 fNIRS激活结果

功能连接结果表明,相比于控制组,应激假刺激组在应激下PFC各子区域内部或之间的短距离连接(SC)和长距离连接(LC)均更弱。而tDCS刺激组PFC内部功能连接强度与控制组无显著差异,且显著高于正常应激组。

5 fNIRS功能连接结果

tDCS调控的PFC激活程度和功能连接指标增强有助于应激下个体重新建立新的稳态,快速重组调动用于创造性认知加工的神经资源,进而改善应激下创造力损伤。进一步的分析验证了PFC功能失调状态的改善在tDCS影响应激下创造力中的中介作用。

6中介作用结果

研究结果一方面揭示了应激下PFC功能失调是影响创造性认知加工的重要原因,为应激影响创造力的神经生理机制提供了直接因果证据。另一方面,结果证实了左侧dlPFC在应激反应中的重要调控作用,支持了应激反应诱发的半球不平衡假说,加深了我们对精神障碍形成病因的理解。通过指导tDCS刺激靶点和参数的选择,该研究为创造力的改善提升和应激相关精神疾病的临床干预提供了实证证据和理论基础。

该研究已于2023年8月16日在线发表。文章第一作者为2022级博士研究生王一凡,通讯作者为段海军教授,合作者包括李亚丹副研究员、齐森青副研究员、美国德雷塞尔大学张凤卿教授和英国中央兰开夏大学Linden J. Ball教授。研究得到了国家自然科学基金(32071078)、中央高校科研业务费优秀青年创新团队(GK202201016)和陕西高校青年创新团队等项目的资助。

论文信息:

Wang, Y., Zhang, J., Li, Y., Qi, S., Zhang, F., Ball, L., & Duan, H. (2023).Preventing prefrontal dysfunction by tDCS modulatesstress-induced creativity impairment in women: anfNIRS study.Cerebral Cortex, bhad301. http://doi.org/10.1093/cercor/bhad301.

全文链接:

http://academic.oup.com/cercor/advance-article-abstract/doi/10.1093/cercor/bhad301/7243020?utm_source=advanceaccess&utm_campaign=cercor&utm_medium=email