特里尔社会应激测试技术的介绍以及相关研究

摘要　由于能有效地诱发个体的应激反应，特里尔社会应激测试(Trier Social Stress Test，TSST)在实验室研究中受到普遍的应用。为了探测应激情境下的中央控制系统，蒙特利尔脑成像应激任务(Montreal Imaging Stress Test，MIST)对特里尔社会应激测试进行了发展和改进，为研究者提供了脑成像的研究手段。研究者基于此两种方法而进行了一系列有关应激的研究成果，在此基础上，作者提出了在中国开展实验室应激研究的可行性和初期研究方向。

关键词　应激；特里尔社会应激测试；特利尔脑成像应激任务；唾液；皮质醇

分类号　B849：C91

自5・12汶川大地震发生以后，专家学者们对灾后民众的心理应激状况进行了深入的调查和研究，不仅获取了珍贵的研究数据，而且对于震后灾民的心理干预措施也起到了指导作用(张建新，2009)。“地震”所带来的是生理物理应激情境，这一应激情境不具有重复性，受无关变量的影响很大，因此研究结果的信度也会受到影响。如何能从社会心理的角度在实验室情境中进行可重复性和可操作性的应激相关研究，成为了学者们进一步的研究重点。

本文先介绍目前在国外应用非常广泛的实验室应激测试手段――特里尔社会应激测试(Trier Social Stress Test，TSST)以及目前利用TSST进行的两大主要研究方向，然后介绍针对脑激活研究而设计的蒙特利尔脑成像应激任务(Montreal Imaging Stress Test，MIST)以及相关研究，最后就实验室应激研究中存在的问题以及未来研究方向进行讨论。

1　特里尔社会应激测试(Trier Social Stress Test：TSST)

TSST是由特里尔大学的Kirschbaum教授在1993年设计的心理应激测试手段(Kirschbaum，Pirke，&Hellhammer，1 993)，它的最大优点是可以应用于实验室研究。采用TSST技术的大量研究发现，经历此应激情境的被试不仅在主观评定上表现出应激反应，而且在客观上也都表现出显著的应激生理反应：下丘脑－脑垂体－肾上腺(HPA axis)活动的改变，体内荷尔蒙水平改变，例如唾液中皮质醇(cortisol)含量的增加，肾上腺中促肾上腺皮质激素(adrenocorticotropin)的增加等等(Bohringer,Schwabe，Richter，&Schachinger,2008；de Timary，Roy,Luminet，Fillee，&Mikolajczak，2008；Kirschbaum et al.，1993；vanden Bos，Harteveld，&Stoop，2009)。

1.1　TSST实验

TSST是一种标准化的测试(Kirschbaum et al.，1993)，该测试的标准化程序是：被试来到实验室后，首先在房间A中休息以及准备。10分钟后，被试被主试带到房间B，房间B中坐着3个“专家”，主试给被试讲解实验任务：“你的任务是参加一场工作面试，你有5分钟的时间陈述你胜任这份工作的理由，你的语言陈述以及非语言的肢体表现都将由3个资深的专家当面评判，同时你的整个面试过程都将摄像和录音。你将有10分钟的时间准备面试，在准备的过程中，你可以用纸笔记录，但在正式面试过程中，将不允许用纸笔。”紧接着，被试被主试带回房间A准备，10分钟后，被试再次被带到房间B并开始正式的面试。在面试过程中，如果被试的胜任理由的陈述时间少于5分钟，“专家”首先表现平淡，然后说“你还有一些时间，请继续”，如果被试的陈述时间再次少于5分钟，“专家”沉默20秒钟，然后再开始提问。5分钟陈述时间到后，“专家”要求被试停止陈述并且完成口算作业，例如“你接下来的任务是口算作业，从1022开始，依次减去13，越快越好，越准确越好，请开始。”一旦被试报告的结果出错，“专家”立即说“停止，从1022开始”。10分钟时间到，实验停止，被试被带回房间A，休息，主试致歉并向被试告知实验意图。整个测验持续60-70分钟。

从被试来到实验室开始，到整个实验结束后的60分钟，每隔10分钟，主试提取被试的血液样本和唾液样本，同时被试的心跳也被记录下来，结果发现，TSST导致了被试心跳加快，促肾上腺皮质激素、皮质醇(血液和唾液)、生长激素(growthhormone)、催乳激素(prolaetin)分泌增加。其中催乳激素、促肾上腺皮质激素和血液皮质醇在TSST后迅速出现峰值(peak)，唾液皮质醇的峰值出现在测试后的10分钟，生长激素的峰值出现在测试后的40分钟(Kirschbaum et al.，1993)。

1.2　与TSST相关的研究进展

TSST通过真实的实验场景让被试体验“失控感(uncontrollability)”并且以其简单、快速地诱发应激生理反应特点(下丘脑－脑垂体－肾上腺激素分泌显著)而受到心理学家和生理学家的青睐(Het，RohledeL Schoofs，Kirschbaum，&Wolf，2009)，他们利用这一测试手段开展了大量的关于应激的研究，主要包括两个方面：首先是利用TSST手段调查不同类型个体，比如，男性和女性(Chopra，Ravindran，Kennedy，Mackenzie，Matthews，Anisman，Bagby,Farvolden，&Levitan，2009；Kirschbaum，Kudielka，Gaab，Schommer，&Hellhammer,1999；Kudielka&Kirschbaum，2005)、年轻人与老年人(Kudielka，Buske-Kirschbaum，Hellhammer,&Kirschbaum，2004)、正常人与病人(Ahrens，Deuschle，KrurfllTl，van derPompe，den Boer，＆Lederbogen，2008；Rao，Hammen，Ortiz，Chen，＆Poland，2008)等在应激情境下的神经内分泌反应的差异，在这一类型的研究中，个体的神经内分泌反应(例如，唾液皮质醇)是作为因变量进行考察的；其次是采用TSST诱发应激反应后，考察应激以及与应激相关的生理反应对认知或者情绪过程的影响(Schoofs，Preuss，&Wolf，2008)，在这一类型的研究中，是否有应激相关的生理反应是作为自变量进行操纵的。

1.2.1　TSST与性别差异

性别差异是否会导致个体在应激情境中的反应差异，这一话题的讨论历来有争议。大量的研究结果表明，男性和女性在应激情境下的生理反应没有差异，例如，皮质醇分泌没有差异

(Kirschbaum et al.，1999；Kirschbaum，Wust，Faig，＆Hellhammer,1992)，但是也有证据表明，在应激情境下，年轻男性的促肾上腺皮质激素高于年轻女性(Kirschbaum et al.，1999；Kudielka，Buske，Kirschbaum，Hellhammer,&Kirschbaum，2004)。

由于心理应激会导致焦虑和抑郁，而女性患有“焦虑、抑郁等与情绪相关的疾病”的比率远远高于男性(Gater,Tansella，Korten，Tiemens，Mavreas，&Olatawura，1998)，因此学者推测女性在TSST情境下会比男性表现出更强烈的应激生理反应。然而研究结果发现，在TSST之后，即使女性报告出更多的害怕，迷惑，以及不开心，但是女性和男性的生理学反应，无论是血液皮质醇(plasma cortis01)还是心跳都没有表现出差异(Kelly,Tyrka，Anderson，Price，&Carpemer，2008)。研究者认为，个体在应激情境中皮质醇反应可以通过女性月经周期荷尔蒙的变化而改变(Weiss，Longhurst＆Mazure，1999)，因此一些典型的再造荷尔蒙，例如雄性激素(androgens)和雌性激素(estrogen)的变化或许会加强精神病学的症状、改变下丘脑一脑垂体一肾上腺应激反应，从而使个体容易患上情绪性的疾病(Seeman，1997)。研究中由于没有对女性个体的月经周期进行测量，因此没有发现可能的性别差异(Kelly etal.，2008)。

总体而言，男性和女性在应激情境下的生理反应没有差异(Kelly et al.，2008；Kirschbaum etal.，1999)，但是由于不同的研究者分别采用了不同的生理指标，因此得出了一些相互矛盾的结论。研究者也同时指出，尽管目前的研究在生理学水平上没有发现性别差异，但是这并不代表与应激反应相关的中央系统中不存在性别差异(Kelly et al.，2008)。

1.2.2　TSST与年龄差异

应激反应的年龄差异是显而易见的，比较不同年龄阶段人群(老年人：平均67.3岁；年轻人：平均23.5岁；儿童：平均12.1岁)在TSST应激情境下的生理参数指标(促肾上腺皮质激素、血液皮质醇和唾液皮质醇)，对儿童仅仅比较了唾液皮质醇样本(Kudielka et al.，2004)。结果发现，在促肾上腺皮质激素水平上出现了年龄差异，年轻男性的促肾上腺皮质激素水平显著高于老年男性；就唾液皮质醇而言，仅仅出现了性别差异，老年男性的唾液皮质醇水平显著高于老年女性，但在不同年龄阶段个体之间没有差异；而就血液皮质醇而言，在不同年龄阶段和不同性别之间都没有出现差异(Kudielka et al.，2004)。虽然已有研究发现在应激情境下年轻男性比年轻女性有更强烈的下丘脑反应(hypothalamic drive)(Kirsehbaum et al.，1999)，但是随着年龄的增长，这种反应也在不断衰退，因此导致了老年男性与老年女性的去肾上腺皮质激素水平相同，而表现出年轻男性的去。肾上腺皮质激素水平显著高于老年男性(Kudielka et al.，2004)。

1.2.3　TSST与抑郁

应激经历对于个体抑郁病症的罹患和持续起着非常重要的作用(Hammen，Shih，&Brennan，2004)。在应激情境下，下丘脑－脑垂体－肾上腺轴活动发生改变，进行影响着个体抑郁特质的形成。研究者指出，不仅个体的早期生活经历，比如父亲／母亲死亡、虐待等影响着个体下丘脑－脑垂体－肾上腺轴活动的改变，导致个体罹患抑郁；而且生长过程中的环境因素，比如慢性应激情境(chronic stress)中也影响着下丘脑－脑垂体－肾上腺轴的变化(Rao et al.，2008)。

研究系统地考察了早期生活经历(early-life stress)与最近应激情境(recent stress)对于抑郁个体和非抑郁个体在应激情境下生理反应的影响。结果发现，两组被试在TSST任务中都表现出应激反应，但是与非抑郁个体相比，抑郁个体的唾液皮质醇峰值更高，而且持续时间更久。进一步分析两类个体的早期生活经历和生长环境发现，早期的恶劣生活经历以及慢性应激的生活环境都是导致抑郁个体在TSST后表现出显著应激生理反应的重要因素。

1.2.4　TSST与回忆作业

TSST诱发的应激反应影响着个体的回忆水平(Kuhlmann，Piel，&Wolf，2005)。正式实验之前，实验组与控制组的被试学习相同的积极词、消极词和中性词。间隔一天之后，实验组的被试首先完成TSST然后进行回忆作业；控制组的被试直接完成回忆作业。结果发现，TSST诱发了实验组被试唾液皮质醇含量的增加，同时实验组对积极词语和消极词语的回忆率显著低于控制组，对于中性词的回忆量，两组被试之间没有差异。研究者认为TSST诱发的应激生理反应导致了这样的差异：实验组被试在经历应激情境后，唾液中皮质醇含量增加，糖皮质激素(glucocorticoids)增加，与肾上腺素(adrenergic)相互作用，并且进一步影响着杏仁核(amygdale)和海马(hippocampus)，而杏仁核和海马主要控制着个体的记忆功能(Roozendaal，Hahn，Nathan，de Quervain，&McGaugh，2004)。研究者进一步指出，应激仅仅影响着有情绪效价词语的回忆成绩，似乎说明促肾上腺糖皮质激素的变化仅仅对有情绪效价的词语敏感(Kuhlmann et al.，2005)。

2　蒙特利尔脑成像应激任务(Montreal Imaging Stress Task：MIST)

随着科学技术的发展和研究的深入，学者们对应激研究的要求不仅仅局限于生理学层次，还希望能够从神经学领域对应激的大脑机制进行探索。由于TSST对实验场景的要求很高，不能直接用于测量个体在应激情境下的脑激活情况，Pruessner教授在TSST的基础上，设计了蒙特利尔脑成像应激任务(MIST)(Dedovic，Renwiek，Mahani，Engert，Lupien&Pruessner，2005)。

2.1　MIST实验

在MIST中，被试的主要任务是心算作业，实验者通过计算机程序让被试产生“失败”和“失控感”等强烈的应激体验。整个任务包括两个部分首先是训练阶段，目的是让被试熟悉程序，同时主试通过这一阶段了解每个被试的心算水平(反应时)；其次是正式实验阶段，在被试完成心算作业的同时，主试采集脑成像数据和生理学指标

(唾液)。正式实验阶段包括3种条件：实验条件、控制条件和休息条件。在实验条件下，主试首先根据被试在训练阶段的心算水平(反应时)设置问题解决的时间限制，针对每个被试而言，时间限制都会比训练阶段的平均反应时少10％，同时，程序将会持续地记录被试的平均反应时和正确率，如果被试连续答对3个口算题目，限制的时间将会继续减少：相反，如果被试连续答错3个口算题目，限制时间增加；目的是让被试产生强烈的“失败”体验但又不至于放弃。为了让被试产生“社会比较”和“失控感”，屏幕正上方还显示被试的心算水平以及所有被试平均水平。被试被同时告知，整个实验过程中，他的表现都将监视仪拍摄并被实验室外的所有人(主试、助手以及程序员)观看和评价。

在控制条件下，被试完成与实验条件中完全一致的心算作业，但是没有时间限制，同时也没有个体心算水平与所有被试平均水平的比较。被试被告知由于是控制组，因此其表现将不被监视仪记录。控制条件设置的目的是记录个体在解决心算作业过程中的大脑皮层活动。在休息条件中。程序的主界面程序在屏幕上，被试没有具体的实验任务，休息条件设置的目的是记录大脑皮层在基线水平上的活动。

在整个过程中，被试的唾液样本都将以20分钟时间间隔的被收集，结果发现，实验条件下唾液中皮质醇含量都比控制条件和休息条件下的皮质醇含量表现出明显的增加，个体表现出明显的应激体验(Dedovic et al.，2005)。

2.2　与应激相关的脑激活

研究者采用MIST实验手段，分别在PET和fMRI中对被试的脑皮层进行扫描，结果发现(Dedovic，Rexroth，Wolff，Duchesne。Scherling，Beaudr~Lue，Lord，Engert，&PruessneL 2009；Pruessner、Dedovic，Khalili-Mahaui，Engert，PruessneL Buss，Renwick，Dagher、Meaney，&Lupien，2008)，与控制条件相比，实验条件下大脑的边缘系统(limbic system)表现出负性激活，其中包括海马、杏仁核、脑岛(insula)、下丘脑(hypothalamus)、腹侧纹状体(ventral striatum)以及后扣带回(posterior cingulate cortical)。在fMRI研究中同时发现，海马的负性激活仅仅出现在那些表现出应激生理反应的被试中(唾液皮质醇含量增加)，并且激活的程度与皮质醇的含量呈线性相关。

研究者认为，海马主要处理和加工感觉信息并且对信息处理是连续不间断的，不需要刺激信号的出现(Pruessner et al.，2008)。边缘系统，尤其是海马，同时也调解着个体下丘脑一脑垂体一肾上腺(HPA axis)的应激反应(de Kloet，Oitzl，＆Joels，1999；Veenema，Koolhaas，&de Kloet，2004)。因此，在非应激条件下，海马处于激活状态，抑制着下丘脑一脑垂体一肾上腺的活动：在应激条件下，海马的活动受到抑制，而下丘脑一脑垂体一肾上腺活动增强，从而导致了应激荷尔蒙的分泌。

研究者同时指出，虽然恐惧(fear)和应激都会导致下丘脑一脑垂体一肾上腺活动的增强，但是在脑激活方面却有相反的表现：恐惧导致杏仁核活动增强而应激导致海马活动减弱(Davidson，2002)，因此不能将两者混为一谈。

3　实验室应激研究展望

由于TSST能够有效的诱发个体的应激体验，因此目前在国外应用非常广泛，研究者们利用TSST开展了大量与应激相关的研究，但是目前国内对TSST的介绍和应用很鲜见，只有香港城市大学的研究者开展了一些相关研究和讨论(Lai，Evans，Ng，Chong，Siu，Chan，Ho，Ho，Chart，&Chan，2005)，因此，有必要讨论TSST的局限性和实验室应激研究的未来方向，以利于在国内开展这一方面的研究。

首先，TSST或者MIST，是否有跨文化的等值性，是否可以直接移入像中国这样的东方文化?TSST和MIST是针对西方人设计的一种应激情境，任务内容主要包括公众演讲和数字计算而中国人的数学计算水平高于西方人，因此，这种数字计算作业是否会让中国被试产生“失控感”?这种应激情境是否会诱发中国被试同等的生理和心理反应，这可以通过将中西方个体的TSST应激反应进行比较而得出结论。

其次，TSST或者MIST是否有跨情境的一致性，实验室诱发的应激是否可以推广到正式的应激情境，不同类型的应激源是否引发相同模式的应激生理机制?如果TSST和MIST在一定程度上具有跨情境的一致性，那么应激的研究将不仅仅依靠灾害所导致的应激场景，而是可以将这一实验室场景应用到研究的各个领域。例如，不同自尊个体在应激情境后的生理心理反应差异、不同职业个体，尤其是极端职业个体的应激反应差异(部队官兵与普通城市居民)等等，同时也可以借助实验室创设的应激场景，进一步研究个体在应激条件下的认知特点。如果TSST和MIST不具有跨情境的一致性，那么怎样区分情境的特征怎样设计不同的应激诱发实验范式，都是值得进一步研究的。

再次，虽然国外研究者设计了MIST任务用于研究应激的脑机制，但是不可忽视的是，只有部分被试在数字运算作业中表现出应激体验(Dedovic et al.，2009)。如何能够在特定的情境下(扫描过程中，被试在一个完全封闭的空间)诱发被试的应激体验，还需要进一步的探讨。

最后，由于应激反应主要通过生理指标(唾液皮质醇、促肾上腺皮质激素、催乳激素等等)来鉴别，但是不同生理身体状况(例如雄性激素分泌、雌性激素分泌、女性月经周期等)会影响这些生理指标，怎样确切地鉴定所诱发的应激，还是有待进一步研究的课题，因此需要大学、研究所与医院建立长期的合作关系。