空気を読む:人類如何觀言察色—社會情緒認知的生物迴路

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內容由K. Rankin 教授於2026台灣神經學年會之演講與相關參考文獻所撰寫而成

患者與社會長期的認知中,失智症常常與「記憶不好」的症狀有很強的連結。因此,非神經科醫師多半仰賴記憶力或執行功能量表來評估認知障礙。然而,在這次神經學年會中,Katherine Rankin 教授透過許多研究1提醒我們:額顳葉失智症(FTD)就不是一個以記憶退化為主的疾病,因此對於失智的測量應該要更全面,且不應僅限於傳統測驗範疇。

這場演講中,講者以額顳葉失智症與大腦特定內在連接網路(Intrinsic Connectivity Networks, ICNs),包含「警覺網絡」(Salience Network,SN)與「語義評估網路」(Semantic Appraisal Network, SAN),的受損作為主軸,告訴我們許多患者在疾病初期,唯一的徵兆並非記憶喪失,而是社會情緒行為障礙。透過精確辨認社會情緒,臨床醫師不僅能及早識別病患,更能追蹤症狀在治療過程中,判斷大腦迴路的狀態。

警覺網絡(Salience Network)

大腦中負責社會認知的核心之一是「警覺網絡」(Salience Network,SN)。它就像是資訊守門人,負責決定環境中哪些訊息具有重要性,使大腦能在「預設模式網路 (DMN)」與「中央執行網路 (CEN)」之間切換。在出現重要資訊時,SN會暫停休息模式的 DMN,並啟動執行工作的 CEN。在健康的狀態下,SN 內部與外部結構的連結度,也與社交平衡有關。若連結過高,個體可能對事事都有反應而陷入過度焦慮;若連結過低,則會表現出社交遲鈍與喪失同理能力的情形。值得注意的是,SN 的運作不只依賴大腦皮質,更涉及中腦邊緣灰質(PAG)與視丘等皮質下結構,這也適當地解釋了為何有時皮質影像尚未出現顯著萎縮,患者的社交敏感度卻已經產生顯著變化。

一篇由Rankin 教授團隊於 2018 年發表在《Cortex》期刊的研究2,為「社會情緒敏感度」(social-emotional sensitivity)與SN之間的功能解剖關係提供了實證。過去的研究顯示:一個人對他人細微情緒表現的敏感度,可能反應了大腦SN的功能。因此,研究團隊利用「修正版自我監控量表」(RSMS)來評估受試者社交敏感度,並透過靜息態功能性磁振造影(rs-fMRI)分析大腦網路的連結性。結果顯示:在健康受試者中,SN的連結強度越高,其社交敏感度就越強。而且最強的連結集中在「右側前島葉」(Right Anterior Insula)與皮質中樞。因此我們知道,右側前島葉負責將外在的社交暗示與內在的生理感受整合,讓我們能精確「感應」到他人的情緒起伏。這項研究最重要的意義在於,「神經網路連結度」與「行為表現」的關係,在健康乃至於不同階段的神經退化疾病患者皆有高度的連續性。因此對處於疾病極早期、認知功能尚無明顯缺損的 bvFTD 患者,社會情緒敏感度的下降已經能精準反映出SN的異常。

另外一篇在 2022 年發表於《Human Brain Mapping》的研究中3,進一步利用「動力因果模型」(Dynamic Causal Modeling)展現 SN 內部的訊號投射方向性。這個研究就發現:中腦周圍灰質(Periaqueductal Gray, PAG) 其實是社交敏感度的關鍵驅動者。在健康大腦中, PAG 負責產生身體的自主神經變化,並向右側皮質與視丘發出強大的輸出訊號,使我們能感同身受他人情緒、產生適當的社交反應。然而,bvFTD 患者的 PAG 輸出訊號則極其微弱,並導致社交敏感度下降。因此,即便皮質結構完整,若缺乏 PAG 驅動,社交行為也會變得冷漠且機械化。這個研究使我們對皮質下結構在失智患者的變化有進一步認識。

語義評估網路(Semantic Appraisal Network)

另一個同樣關鍵的系統是「語義評估網路」4(Semantic Appraisal Network, SAN),它決定了我們如何「評估」各項社交互動的「價值」。會有這樣的理論,奠基於一篇2020發表的研究5。作者主張社會認知(Social Cognition)應被視為語義認知(Semantic Cognition)的一種形式。根據這個理論模型,人類發展出兩套在解剖學與功能上不同但緊密互動的系統:一套負責建立基礎的社會概念表徵,另一套則負責調節資訊存取,以確保社會行為能根據情境進行靈活調整。這兩個系統皆是後天發展的(acquired)。第一個是由前顳葉 (Anterior temporal lobes) 主導的「語義知識」(semantics),即關於世界的客觀事實;第二類則是關於個人的「評價資訊」(evaluations),包括對事物的好惡,由下膝狀體前扣帶皮質(subgenual cingulate cortex)與腹側紋狀體(ventral stiratum)共同產生。透過這兩類訊息的整合,人類得以在複雜的社會環境中,結合事實與個人偏好,做出最適切的評估與反應。

顳葉萎縮的偏向性決定了患者呈現出的臨床症狀。過去我們常關注的「左側顳葉受損」會導致語義型原發性進行性失語症(svPPA);然而,當萎縮發生在右側顳葉時,臨床表現會出現顯著行為異常,講者把它稱為右側變異型額顳葉失智症(rtvFTD),或稱為語義行為變異型 FTD(sbvFTD)。根據Lambon-Ralph提出的「樞紐與輻射」(hub-and-spoke)架構,語義概念的完整性取決於「前顳葉」(ATL)這個樞紐,以及其他與情感、獎勵相關的分支區塊,一旦ATL受損,患者就會喪失對社交詞彙的深度理解(例如:無法區分嘲弄與安慰的細微差別),而這正是因為 SAN 網路中負責處理「情感評價(Valence)」的核心功能受損所致。

這樣的系統結構其實也解釋了我們如何學習辨識情緒:我們會在不知不覺中模仿看到的情緒,同時加深我們對這個情緒的反應與認識,最後在我們看到這個表情或反應時能夠確切地辨識出來。一個早期的研究6讓受試者觀看只出現 30 毫秒的目標臉孔(可以是快樂、中性或憤怒),並立即呈現一個中性臉孔進行遮蔽,使受試者無法在意識層面知覺到最初看到的情緒表情。面部肌電圖 (EMG) 監測與情緒表現相關的特定面部肌肉活動的結果發現,儘管受試者完全沒有意識到看過快樂或憤怒的臉孔,他們的面部肌肉仍會產生與刺激源相對應的電生理反應。因此這項研究證明了,正向與負向的情緒反應都可以在無意識層級被誘發,而且很多面對面溝通(Face-to-face communication)的情緒偵測其實是發生在潛意識中。這也解釋了,人類大腦能在意識察覺之前,就對他人情緒做出自動化、模仿性反應的機制,這篇研究也對於理解人類的社交本能與情緒感染有重要的貢獻。

SN x SAN 不同組合產生 bvFTD亞型

到這裡,我們可以用一篇Ranasinghe 與 Katherine Rankin 教授於 2016 年合作發表在《JAMA Neurology》的研究做一個簡單的小結7:從上面的這些特徵,行為變異型額顳葉失智症(bvFTD)的臨床其實可以進行更深入的分類架構。這個分類主要就是基於SN與SAN不同程度影響,形塑出四種具有生物學意義的亞型。

第一與第二類為「警覺網絡型」(SN-predominant),其核心受損區域位於前島葉(frontoinsula)與前扣帶皮層。其中,SN-FT(額顳葉型) 患者表現出廣泛的額葉與顳葉萎縮,而 SN-F(額葉型) 則相對集中於前額區域。這兩類患者通常最早表現出社會情緒敏感度的下降,對於環境中的社交暗示變得遲鈍,且在執行功能上出現顯著缺損。

第三類是「語義評估網路型」(SAN-predominant)。此亞型萎縮位置在前顳葉與下膝狀體前扣帶皮層。這類患者由於負責「評價」的 SAN 受損,因此更容易表現出情緒反應失調、個人偏好改變,以及對社交概念理解的偏差。

第四類則是「皮質下主導型」(Subcortical-predominant)。這類患者的皮質萎縮相對較輕,但紋狀體(striatum)與視丘等結構受損嚴重,因此其臨床特徵可能包含更明顯的運動症狀與動機喪失。

bvFTD和阿茲海默症的差異

講到這裡,大家可能會很好奇:bvFTD跟我們最常見的AD在這些迴路上有相似或相異之處嗎?由 Juan Zhou 與 William Seeley 於 2010 年發表在《Brain》期刊的研究8發現,bvFTD與阿茲海默症(AD)在這兩大網絡具有完全相反的變化。在 bvFTD 患者中,SN的連結性顯著下降9,但DMN連結性反而增強了。這解釋了臨床上,bvFTD 患者雖然社交情緒功能(由 SN 負責)崩解,但其空間感(與 DMN 相關)反而能被保留。相反地,阿茲海默症的DMN10連結性大幅縮減,但SN連結性卻增強。除此之外,當我們結合 SN 與 DMN 的連結性,竟然能以高達 92% 的準確率區分健康長者、bvFTD 與 AD 患者,而在區分這兩種失智症時,準確率甚至達到了 100%。

結語

雖然聽到這裡,感覺我們已經辨別出由前額葉、扣帶皮層與前顳葉構成的「社會情緒大腦」,但這些理解在不同文化與語言環境中仍存在差異。因此,建立符合在地文化的標準模板與常模,仍是未來神經心理學領域亟需努力的目標。最後,講者用三個大哉問濃縮了這場演講的精華:

一、 Why:為什麼臨床上必須測量社會情緒認知?

神經退化性疾病與大腦網路的「易受損性」(Vulnerability)有密不可分的關係。bvFTD通常以社會情緒行為障礙為主,因此如果我們只測量記憶,就可能會錯過早期警訊。

二、 What:我們希望透過測試測量出什麼?

不同類型的失智症會攻擊不同的內源性連接網路(ICNs),而我們可以利用社會情緒測試檢查它們的狀態。警覺網路 (Salience Network, SN) 決定資訊的重要性,而對於社交性動物來說,維持社交地位與能力就是生存的關鍵。語義評估網路 (Semantic Appraisal Network, SAN) 則是對情緒反應的評估。

    三、 How:我們如何測量?

    NACC(美國國家阿茲海默症協調中心)的 UDSv4 表單 中,就加入了針對 FTLD(額顳葉變性)的評估模組(FTLD Module v310

    參考資料

    1. Rankin, K. P. (UCSF Weill Institute for Neurosciences, Memory and Aging Center) ↩︎
    2. Toller G, Brown J, Sollberger M, Shdo SM, Bouvet L, Sukhanov P, Seeley WW, Miller BL, Rankin KP. Individual differences in socioemotional sensitivity are an index of salience network function. Cortex. 2018 Jun;103:211-223. doi: 10.1016/j.cortex.2018.02.012. Epub 2018 Feb 27. PMID: 29656245; PMCID: PMC6143366. ↩︎
    3. Rijpma MG, Yang WFZ, Toller G, Battistella G, Sokolov AA, Sturm VE, Seeley WW, Kramer JH, Miller BL, Rankin KP. Influence of periaqueductal gray on other salience network nodes predicts social sensitivity. Hum Brain Mapp. 2022 Apr 1;43(5):1694-1709. doi: 10.1002/hbm.25751. Epub 2022 Jan 3. PMID: 34981605; PMCID: PMC8886662. ↩︎
    4. 此處採Gemeni直接翻譯的詞彙 ↩︎
    5. Binney RJ, Ramsey R. Social Semantics: The role of conceptual knowledge and cognitive control in a neurobiological model of the social brain. Neurosci Biobehav Rev. 2020 May;112:28-38. doi: 10.1016/j.neubiorev.2020.01.030. Epub 2020 Jan 23. PMID: 31982602. ↩︎
    6. Dimberg U, Thunberg M, Elmehed K. Unconscious facial reactions to emotional facial expressions. Psychol Sci. 2000 Jan;11(1):86-9. doi: 10.1111/1467-9280.00221. PMID: 11228851. ↩︎
    7. Ranasinghe KG, Rankin KP, Pressman PS, Perry DC, Lobach IV, Seeley WW, Coppola G, Karydas AM, Grinberg LT, Shany-Ur T, Lee SE, Rabinovici GD, Rosen HJ, Gorno-Tempini ML, Boxer AL, Miller ZA, Chiong W, DeMay M, Kramer JH, Possin KL, Sturm VE, Bettcher BM, Neylan M, Zackey DD, Nguyen LA, Ketelle R, Block N, Wu TQ, Dallich A, Russek N, Caplan A, Geschwind DH, Vossel KA, Miller BL. Distinct Subtypes of Behavioral Variant Frontotemporal Dementia Based on Patterns of Network Degeneration. JAMA Neurol. 2016 Sep 1;73(9):1078-88. doi: 10.1001/jamaneurol.2016.2016. PMID: 27429218; PMCID: PMC5024785. ↩︎
    8. Zhou J, Greicius MD, Gennatas ED, Growdon ME, Jang JY, Rabinovici GD, Kramer JH, Weiner M, Miller BL, Seeley WW. Divergent network connectivity changes in behavioural variant frontotemporal dementia and Alzheimer’s disease. Brain. 2010 May;133(Pt 5):1352-67. doi: 10.1093/brain/awq075. Epub 2010 Apr 21. PMID: 20410145; PMCID: PMC2912696. ↩︎
    9. 包含:前島葉、扣帶回、紋狀體、視丘以及腦幹 ↩︎
    10. 尤其:後海馬迴、內側枕葉與背側縫核(dorsal raphe nucleus) ↩︎
    「Nervous Nerve」的個人頭像

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