执行功能与精神分裂症，本文主要内容关键词为：精神分裂症论文,功能论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
“执行功能”(Executive function)是一种重要的高级认知加工过程，是为了实现一项特殊目标而将不同的认知加工过程灵活地整合起来、协同操作的功能[1]。在日常生活中我们要经常面对一些需要立即解决的问题并需迅速恰当地做决定，包括可靠的计划、推理、判断，并做出决定和预测等，成功有效地完成这些任务，有赖于大脑正常的执行功能。
执行功能实际上包含多个不同的认知加工过程。Smith与Jonides[2]认为执行功能可以分为：(1)注意与抑制：注意相关信息、抑制无关信息。(2)任务管理：安排执行复杂的任务，需要注意在不同任务间切换。(3)计划：安排多任务的序列以达到一个特定目标。(4)监控：更新并检查工作记忆的内容以决定任务中的下一步加工序列。(5)编码：编码工作记忆的时空表征。其中抑制与任务管理被认为是执行控制的最基本成分。
传统认为执行功能的神经基础主要在前额叶皮质(prefrontal cortex,PFC)，目前更倾向于执行功能是系统的功能而不是单一神经结构基础。动物试验、脑损伤研究及脑功能成像研究已证实前额叶、扣带前回、皮层下结构（基底节、丘脑、小脑）组成的皮层—皮层下网络参与执行控制。有证据表明网络中不同部位损害可出现不同的神经心理学测验的异常，如前额叶背外侧损害可表现认知活动的整合、转移、注意缺陷，而眶额叶损害可导致定势保持及行为控制障碍，扣带回损害也影响注意、抑制、行为监视的加工过程。目前仍认为PFC是执行控制的关键结构[3]。前额叶工作记忆过程由于能满足执行控制所需的特性（信息的暂时性存储、提取、加工）被认为是执行控制的重要神经基础。
研究表明多种脑疾病的执行功能有障碍，如精神分裂症、抑郁症、强迫症等精神疾病；痴呆、帕金森病、亨廷顿病、脑损伤等神经系统疾病；注意缺陷多动障碍、孤独症等儿童发育期疾病。其中，精神分裂症执行功能的研究近来颇受关注，在精神分裂症的多种认知功能的障碍中，执行功能障碍可能是其最主要的认知障碍。本文将从精神分裂症执行功能障碍的特点、研究方法、相关脑机制，与其他一般认知功能间的关系，与精神症状间的联系及其在诊断、康复、判断预后方面的作用等多个角度进行综述。
1 精神分裂症执行功能障碍及其脑机制
精神分裂症具有显著的执行功能缺陷。这种损害是全面的，还是相对特殊的，是目前仍在广泛争论的问题。支持前者的证据有：大量的实验证明，精神分裂症在很多种反映执行功能的测验中都有损害；在Miyake等提出的平衡结构模型(structural equation model)中，目前的实验也已证明患者在定势—转移，记忆更新，抑制优势反应这三个不连续的成分方面均存在损害[4]。但有些实验发现精神分裂症仅在执行功能的部分子成分方面受损，而并非整体障碍。如有人给患者分别进行了卡片分类测验(card soring Test,MCST)、伦敦塔测验(the tower of London Test,TOL)实验，患者MCST的得分明显低于正常，而TOL降低不明显。总的说来，精神分裂症执行功能全面受损的观点已得到普遍的认可，但仍需进行进一步细致的研究以明确其子成分的受损情况及机制。
1.1 精神分裂症执行功能的研究工具
用于评定精神分裂症执行功能的工具较多，常规测量执行功能的神经心理学测验如威斯康星卡片分类测验(Wisconsin Card Sortingtest,WCST)、Stroop字色干扰测验(Stroop Colorand Word Test,SCWT)、MCST、语词流畅性测验(Verbal Fluency Test)、连线测验B(Trail Marking Test B,TMT-B)、TOL、河内塔测验(the Tower of Hanoi,TOH)、韦氏量表字母数字排序子测验(the Letter Number Sequencin Subtestofthe WA-IS-III,LNS)、数字广度测验(the Digit-Span Task,DST)、持续作业测验(Continuous Performance Test,CPT)等均可使用。WCST与Stroop测验在测量执行功能中心理控制与认知的可塑性方面同样敏感，与精神病理学评价和其他神经心理学线索之间无明显关联。Stroop测验在评价执行功能的某些方面更敏感。精神分裂症WCST存在较普遍的损害，但一些证据表明，随着测验次数的增多，WCST得分有所改善，缺乏稳定性，因此一些新的较稳定的评定工具已发展起来，如佩恩条件排除测验(the Penn Conditional Exclusion Test,PCET)，具有四种变换形式，在健康人群中及精神分裂症中均显示出较高的效度[5]。执行失调行为评价量表(the Behavioural Assessment of the Dysexecutive Syndrome,BADS)、自定序指示任务(the self-ordered pointing task,SOPT)[6]已被证明是专门评价精神分裂症执行功能的有效工具。有些特殊试验如the Hotel Test可能对阴性症状组特殊类型的执行功能缺陷较敏感。除了传统的神经心理学测验外，近年来一些研究采用眼动任务(saccade task)。有报道显示精神分裂症患者在执行反向眼动任务(ant isaceade task)时抑制能力下降，在固定任务(fixafion tasks)中，患者通常较正常人保持固定、抑制眼动的能力差[7]。
1.2 精神分裂症谱系障碍
认为精神分裂症具有多维度特征的连续体模型(continuum model)认为，正常人与患者间存在着分裂型个体(schizotypal individuals)或精神病倾向(psychosis-proneness)，已被证实其执行功能的转移成分存在损害[4]。分裂型人格障碍(schizotypal personality disorder,SPD)具有精神分裂症发病的高风险，实验证明其执行功能也存在异常。SPD组在MCST测验得分低，回归分析显示，MCST缺陷与SPD的阴性症状有明显的相关性[8]。精神分裂缺陷综合症(deficit syndrome schizophrenia)特指一类以阴性症状为主要的、首发的、持久表现的特殊精神分裂症亚型，相关研究证明其阴性症状并非由环境、药物、疾病造成，Brysona[9]将患者分为有精神分裂缺陷综合症组和无缺陷组，比较发现缺陷组WCST操作明显异常，而言语记忆、语义记忆、视听觉记忆、逻辑记忆、言语学习测验正常，表明此类患者在执行功能方面异常而无一般性认知功能损害。这些实验证明了在具有精神分裂特征的疾病谱中，存在着共同的执行功能缺陷。
1.3 精神分裂症执行功能障碍的脑机制
目前认为，由于基底核接受从额叶输入的信息，并将信息输出到额叶的三个区：前额叶背外侧、眶额叶侧面、扣带前回，因此基底核与前额叶密切相关、互相作用成为精神分裂症功能失调网络的基本成分。很多证据表明精神分裂症患者前额叶网络功能障碍造成了患者在多项执行功能测验中的成绩低下。探索执行功能障碍脑机制的方法较多，Weisbrod等[10]采用了go/no-go实验任务的事件相关电位研究(ERPs)。实验包含简单和复杂的任务设计以排除可能对实验结果产生影响的刺激辨别和早期刺激加工过程。结果显示，在go条件下，两组无明显差别，在需抑制反应的no-go条件下患者成绩明显较对照差，早期阶段（N2时间窗）两组ERPs显示出相似的皮层活动，在较晚的阶段（
时间窗）正常人显示出额区ERPs的左侧优势，而精神分裂症患者无此优势，提示神经网络加工存在缺陷。大量的脑功能成像与神经心理学测验也证实了精神分裂症患者额叶功能损害。一些研究发现，在执行“stop”“go/no-go”等运动抑制任务时，患者额叶血流量减少。Ritter等[11]为了探索前额叶不同区域的特殊功能，采用了赌博实验(the gambling task,GT)和WCST，GT反应了前额叶腹内侧功能，而WCST反应了前额叶背外侧功能。与正常对照相比，精神分裂症在GT实验中钱币获得总数低，丧失总数高，倾向于更多不利的选择。而WCST两组未发现明显差异。证明前额叶腹内侧功能受损。近年的研究认为，额叶形态学异常可能是执行功能失调的脑机制。Molina等[12]的磁共振研究发现，患者病程与前额叶灰质体积(gray matter,GM)之间存在非线性反比关系，发病一年以后，GM开始下降，典型与非典型药物治疗对GM无影响。
1.4 精神分裂症执行功能障碍与生化改变
有学者认为，精神分裂症前额叶皮层执行功能障碍可能是由多巴胺神经传递的异常引起。Meyer-Lindenberg等[13]研究了未用药患者在进行WCST时突触前多巴胺功能与局部脑血流之间的关系，结果表明纹状体多巴胺摄取常量较对照明显增高，PFC区的WCST皮层相关活动明显降低，并且两者有显著相关，而正常对照则无，这证实了前额叶皮层执行功能障碍与多巴胺神经传递异常间确实存在一定的联系。
2 精神分裂症执行功能障碍与一般性认知活动的关系
精神分裂症具有广泛的认知功能的缺陷，其执行功能障碍与注意、记忆、言语、感觉一运动技能缺陷同时存在。有研究认为，精神分裂症患者的一般性认知如注意、记忆等缺陷，部分是由于执行功能的障碍引起的。精神分裂症执行功能与一般性认知活动之间关系如何，是否存在着交互作用，是执行功能的一个重要的研究方向。
2.1 执行功能与注意
执行功能与注意关系甚为密切。甚至Posner的注意网络理论将执行控制作为三个独立的注意功能网络之一提出[14]。为了研究精神分裂症患者的注意与执行功能情况，Hugdahl等采用了双耳聆听试验(dichotic listening task,DL)的变式[15]，这种试验范式通过实验过程中指令的变化轻松地将注意和执行功能分离开。正常人在双耳聆听试验的非强迫条件下(non-forced condition,NF)存在右耳优势(right ear advantage,REA)，强迫右耳条件(forced-right condition,FR)下REA增强，强迫左耳条件下(forced-left condition,FL)REA消除，出现左耳优势(left ear advantage,LEA)。FL条件下LEA的出现可解释为执行控制的结果，而FR条件下REA的出现由于不存在反应冲突仅反映注意的功能。实验结果表明精神分裂症患者FL条件下REA向LEA转换的能力受损，而FR及NF条件下REA存在，说明其执行功能异常，而注意功能与听觉通路无损害。
2.2 执行功能与记忆
记忆损害并不是精神分裂症最主要的特征。对于精神分裂症记忆损害有两种观点，一种认为类似于经典颞叶内侧损害的遗忘综合症，即刻回忆相对保留；另一种观点认为主要缺陷在即刻记忆，再认能力相对保留，类似于前额叶遗忘综合症。精神分裂症患者执行功能操作损害的证据间接支持了额叶缺陷假。为了进一步探察记忆与精神分裂症执行功能的关系，Nathaniel-James等[16]对精神分裂症患者的记忆和执行功能同时进行了测验。发现记忆的损害主要在即刻记忆方面，延迟回忆和再认能力相对较完整，支持额叶损害假说；执行功能损害明显，损害严重的实验主要涉及到反应启动和抑制。记忆的某些方面与执行功能之间存在明显的关联，如WCST与言语学习测验(California Verbal learning Test,CVLT)的即刻回忆有较强的联系，说明执行功能有助于某些记忆任务的完成。
工作记忆损害目前被认为是精神分裂症认知和功能损害的基础。Baddeley提出的工作记忆多成分模式中，精神分裂症患者主要损害的是执行子系统(the executive subsystem)。在一项实验中，患者在反应执行功能的实验中存在明显障碍，随着记忆负荷的增加，患者与对照执行能力均下降，结果表明精神分裂症工作记忆的保持和中央执行能力均明显下降，其中执行功能受损更严重。Chey等[17]调查了精神分裂症空间工作记忆(spatial working memory span,SWMS)、即刻记忆广度(spatial span,SS)与执行功能(SOPT)之间的关系。SWMS与SS在患者中均有明显损害，结合此前研究发现的词语工作记忆广度的损害，表明精神分裂症工作记忆的损害是普遍的，SWMS和倒序的SS可以解释执行功能的损害。
2.3 执行功能与算术问题解决能力
Kiefer等[18]采用了对工作记忆要求较低的算术任务测试，发现尽管执行功能存在缺陷，患者与对照组在算术测验中的成绩相差不大。而之前的研究结果患者的算术问题解决能力下降，作者推断此前的研究涉及复杂算术问题解决能力，复杂算术问题解决能力的下降可能源于执行功能障碍，而不是算术能力的缺陷。
2.4 执行功能与嗅觉
有一些实验使用宾夕法尼亚大学嗅觉辨别实验(the University of Pennsylvania Smell Identification Test,UPSIT)发现了在强迫条件下的嗅觉辨别实验中精神分裂症存在嗅觉辨别能力异常。这种能力通常认为是由眶额叶皮层参与，而执行功能需要的前额叶背外侧功能则正常。Saoud等[19]究发现，在自发条件下精神分裂症患者的嗅觉辨别能力得分较低，而WCST坚持性错误数较高，两者间有明显的联系，自发条件下的嗅觉辨别实验可以反映患者的执行功能情况。
3 精神分裂症执行功能障碍与精神症状
精神分裂症执行功能障碍与精神症状之间是否存在着一定的关联，能在多大程度上解释症状是研究者与临床精神病学家共同关注的问题。已有一些研究在这个问题上展开。
3.1 阳性与阴性症状
一些研究表明，精神分裂症执行功能障碍与症状的严重度存在着明显的相关。有研究认为，幻听可能是由于额叶的控制能力下降以及额额叶联系受损，以至不能正确的区分来自外部的和自我产生的声音。Nestor等[20]研究了精神分裂症思维障碍与神经心理学测验间的关系，发现思维障碍指数(Thought Disorder Index,TDI)与执行功能存在着强联系，而与工作记忆联系较弱。Zakzanis[21]将患者分为阳性症状组与阴性症状组，分别验证了两组症状与神经心理学测验之间的关系。他们发现，阳性症状组与WCST,TMT-B等代表额叶执行功能的测验有明显关联，而阴性症状组与执行功能未发现明显关联。但是更多的研究结果与此相反，证实了精神分裂症执行功能障碍与阴性症状的关联较明显，而与阳性症状关系不大。有研究采用了较敏感的执行功能测验(the Hotel Test)，结果表明无症状组、阳性症状组没有或仅有边缘损害，而阴性症状组中的某些特殊类型却出现了明显的执行功能损害。
3.2 自知力
与其他类型的精神疾病相比，精神分裂症患者通常缺乏自知力，对症状、治疗的需要及疾病的结局均缺乏洞察能力，因此给治疗、社会功能、职业重建造成了极大的障碍。关于自知力缺乏的机制，一直以来有两种观点，一些学者认为与抽象和灵活的思维能力缺乏有关，另一些人认为是为了避免精神分裂症的社会角色而出现的回避性应对。为了进一步探索自知力缺乏的病因机制，Lysaker等[22]研究了自知力与执行功能和应对机制之间的关系。他们发现精神分裂症中缺乏自知力组与部分自知力和自知力完整组相比，在执行功能测验(WCST,LNS)中的分数明显地低，而阳性症状评分高，也更多地采取退让一回避行为。统计学分析支持自知力障碍与执行功能下降及回避型应对方式均有相关，且与症状的严重度呈正相关。Shad等[23]发现未服药的首次发作患者中，自知力缺损明显组较自知力完整组WCST测验的坚持性错误数较高，其他神经心理学测验未见明显区别。说明精神分裂症的自知力缺损可能是一种特殊的执行功能障碍导致的神经认知缺陷而不是整体功能损害所致。
3.3 不自主运动
迟发性运动障碍(tardive dyskinesia,TD)是长期、大剂量服用抗精神病药物引起的一种锥体外系反应，表现为不自主的、舞蹈样的刻板动作。在患者中的发生有一定的比率。为什么在有相似病史、用药史的患者中有的发生，有的却不出现呢？因此推测传统抗精神病药物可能与疾病内在的某些特性有相互作用，这些疾病内在因素在不自主运动的发生中起着重要的作用。已有相关研究证实、与治疗中的任何指标相比（包括病程与服药时间），认知损害与这种运动障碍之间的相关性更为显著。Quinn等[24]研究了在终生服药的慢性精神分裂症患者中不自主运动与执行功能之间的关系，发现口面部的不自主运动与执行功能低下明显相关，而肢体—躯干不自主运动与一般性的认知功能下降有关。可能这两种类型的不自主运动有着不同的病理机制，与额叶有交互作用的基底节可能涉及口面部的不自主运动，而肢体—躯干的不自主运动则牵涉到基底节以外的脑区或其他运动区，因此与认知的其他方面有相关性。
4 精神分裂症执行功能障碍的临床意义
4.1 执行功能与诊断、疾病预测
精神分裂症患者执行功能障碍在治疗前后稳定存在，且不受病程、用药等的影响，因此某些执行功能测验可发展成为精神分裂症较客观的诊断指标。如CPT，被证明是一种测量精神分裂症易感性的稳定指标。Liu等[25]进行了一项为期12周、采用维思通（非典型抗精神病药，具有5—羟色胺与多巴胺平衡拮抗作用，无抗胆碱能副作用，锥体外系副反应程度较轻。有报道发现可改善某些神经认知功能，包括执行功能、注意保持、言语与视觉的延迟回忆等）与氟哌啶醇（经典抗精神病药，抗精神病作用与其阻断脑内多巴胺受体，并可促进脑内多巴胺的转化有关，但抗胆碱能副作用、镇静作用和锥体外系副反应以及频繁地使用抗胆碱能药物可能影响测验成绩）对照的双盲实验，在用药前、后分别进行两套CPT的测验，实验表明，尽管症状明显改善了，但CPT结果在治疗前后并无有意义的变化。
多种执行功能测量工具可以对精神分裂症发病危险人群的发病可能性进行预测。Dollfus等[26]发现与对照组相比，Stroop测验和流畅性测验在患者和他们的父母中存在明显的异常，而MCST与TMT没有明显区别，前两个测验可被认为是精神分裂症的生态学标记。Zalla等[27]调查了注意与执行功能是否为精神分裂症家族易感性的特异性标志。他们实验对象是双向情感障碍与精神分裂症患者及他们的未患病一级亲属，用语词流畅性测验、Stroop测验，WCST等神经心理学测验测试了执行功能不同的子成分，两组患者的一级亲属与正常对照比较Stroop测验中均表现出明显的反应迟钝，却无其他测验异常。因此认为，对干扰的易感性增加和抑制能力降低是精神分裂症和双向情感障碍家族易感性的共同标记。
4.2 执行功能与预后判断
执行功能可预测患者的社会结局。Semkovska 等[28]研究了执行功能与日常生活能力之间的关系，他采用了三种需要组织和计划能力的日常活动（准备菜单、购物、做饭）作为日常活动能力的指标，分析其与六种注意与执行功能测验及症状评定量表间的关系，发现动作的错误数与阴性症状明显相关，同时与低下的执行功能测验分数有关联，特别是那些对定势转移和排序能力敏感的测验，与记忆测验关系不大。证明精神分裂症执行功能缺陷的确能够影响日常生活能力，这种缺陷可用特殊的行为量表量化。行为的无组织性与Stroop测验中的高转移性有关。Stroop适应性能够预测日常活动的组织能力。
4.3 执行功能与治疗、康复
证据表明精神分裂症损害的运动执行功能与阴性症状可能与额叶
的过度调节有关。也有研究证实了受体选择性地调节速度与运动控制的机制与额叶功能有关，可能发生在基底节与皮层的神经连接水平。Cyproheptadine，一种选择性
受体抑制剂，已被证明可以改善阴性症状和额叶的执行功能。针对患者算术能力的研究对精神分裂症康复策略的制定也很有意义，因为不仅发现患者执行功能的缺陷，而且发现其算术问题解决能力本身并无异常，障碍源于执行功能受损。由于执行功能障碍可能是其他认知障碍及精神症状产生的原因，对患者辅以专门的认知康复训练(cognitive rehabilitation)有助于疾病的康复和社会功能的改善。有研究显示单字母的CPT计算机训练可以改善注意行为。Lopez-Luengo等的研究发现[29]系统的注意训练(Attention Process Training,APT)可改善精神分裂症患者的多项执行功能测验的成绩。
综上所述，精神分裂症执行功能障碍在大量的研究中已得到证实，损害的可能是执行功能的所有成分。执行功能障碍是精神分裂症最重要的认知障碍，它持续地存在，不受病程、用药的影响，并可能是其他认知缺陷如注意、记忆及某些精神症状的产生机制，精神分裂症执行功能障碍的研究对进一步探究精神分裂症的病因以及预防、诊断、治疗、判断预后、疾病康复均有十分重要的意义。对精神分裂症执行功能障碍的研究有待于进一步发展和深化。