综述解读：改善情绪状态的新型神经调控技术之经皮耳迷走神经刺激
2026-01-21 来源:本站 点击次数:204
综述 | 经皮耳迷走神经刺激：改善情绪状态的新型神经调控技术
引言
情绪，是指个体对外界刺激的一种生理和心理的反应，由主观体验、外部表现和生理唤醒三种成分组成。情绪体验是我们生活必不可少的一部分。个体情绪场的不适应功能可能导致各种情绪障碍，如焦虑和抑郁。这些病症发生在特定神经回路中，并涉及到人类情感体验的复杂程度，但有可能根据科学知识和当前的技术资源，识别如何改善情绪状态。来自西班牙巴斯克大学基础心理过程与发展部的Ainara Aranberri Ruiz在《BIOMEDICINES》上发表了名为“Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation to Improve Emotional State”的文章，综述了情绪的三大神经科学理论，并给改善情绪提供了神经刺激的新思路。
论文摘要
目前，情绪障碍的发生率越来越高，导致巨大的人类痛苦和高社会经济成本。主要的情绪神经科学理论基于生物学功能，并都考虑到了第十对颅神经迷走神经（the vagus nerve）的解剖和功能。耳部迷走神经刺激（auricular vagus nerve stimulation）是一种基于迷走神经功能的新型神经调控技术。一些干预措施已经表明，这种新的神经刺激技术是治疗情绪障碍非常有希望的资源。研究者总结了三种情绪的神经科学理论，解释了经皮耳神经刺激是什么，并提出了使用和持续研究的理由。
三大情绪神经科学理论核心观点
LeDoux理论（The LeDoux Proposal）
勒杜（LeDoux）2021年提出的情绪理论，为理解情绪的神经生物学基础提供了清晰框架。该理论认为，情绪是个体在具有生物学或心理学意义的情境中产生的有意识体验，且所有情绪状态都属于自传体意识范畴——需结合情景记忆，让个体明确感知“自身正经历某种情绪”。在情绪产生过程中，机体先通过无意识层面的感官、记忆与风险检测机制，对内外刺激进行加工并产生自动化生理和行为反应；随后在前意识层面整合这些信息，形成情境、自我与情绪图式并构建心理模型；最终在意识层面通过对心理模型的自我叙事，生成恐惧、喜悦等具体类别情绪或模糊的身心状态。其中，丘脑、感觉皮层与杏仁核复合体构成的神经回路是威胁检测的核心，而前额叶皮层与杏仁核的功能交互则直接影响情绪体验的适应性，这一机制也为情绪障碍的干预提供了重要理论依据。
情绪建构理论（Theory of Constructed Emotion）
情绪建构理论以大脑功能的贝叶斯模型为核心，提出情绪并非由特定神经回路直接触发，而是大脑通过“预测编码”主动建构的体验。大脑会整合感官输入与既往心理模型进行预测，通过内稳态调节持续减少预测误差（熵），这一过程既涉及个体对自身生理状态的内感受加工（产生效价与唤醒度的情感维度），也包含社会化过程中习得的情绪分类整合。内感受信号携带体内环境的预测误差经迷走神经传入通路传递至大脑，是情绪建构的核心基础，而外部环境中，个体通过预测加工自动且持续地构建情绪类别，感官输入与情绪分类模型共同协调动作与意识体验——预测准确对应积极情绪，预测误差则引发消极情绪，最终形成兼具维度属性与分类特征的完整情绪体验，且这一过程涉及多个脑区网络的协同作用，而非特定情绪对应专属神经回路。
多迷走神经理论（Polyvagal Theory）
多迷走神经理论核心观点是，情绪反应源于自主神经系统(Autonomic Nervous System， ANS)基于安全、风险或极端风险的无意识自动感知，该系统围绕迷走神经（分为腹侧有髓鞘、背侧无髓鞘分支）与交感 - 肾上腺轴形成三大层级回路，分别对应安全感知时的亲社会情绪（腹侧迷走复合体激活）、风险感知时的应激情绪（交感 - 肾上腺系统激活）、极端风险感知时的情绪休克（背侧迷走复合体激活），情绪体验基于这些自主神经系统的自动反应形成；该理论与勒杜理论、情绪建构理论均强调迷走神经的关键作用，其作为连接外周器官与大脑的核心通路，通过调控双向中枢 - 外周信号传递，影响情绪调节与心理健康，也为通过神经刺激技术改善情绪状态提供了理论基础。
taVNS技术基础与原理
taVNS 是一种非侵入性脑刺激技术，通过在耳朵特定区域的皮肤表面施加电脉冲，刺激迷走神经的耳支（阿诺德神经 / 奥尔德曼神经）。外耳是迷走神经唯一发出外周分支（耳迷走神经，aVN）的部位，耳迷走神经（见图4）主要为传入纤维（约占 80%），连接外耳与迷走神经主干，由有髓鞘 A、B 纤维和无髓鞘 C 纤维构成。施加 taVNS 时，阿诺德神经中粗有髓鞘的 Aβ 纤维被激活，传入信号从外周神经传导至脑干及多个膈下区域。
taVNS 改善情绪状态的作用机制
（一）调控情绪相关神经回路
taVNS 的电信号经耳迷走神经传入孤束核（NTS）、臂旁核（PBN），进而投射至蓝斑（LC）、杏仁核、前扣带回皮质（ACC）、内侧前额叶皮质（mPFC）等情绪调节核心脑区，这些区域是情绪解读与调节策略执行的关键节点。其中，蓝斑是最大的去甲肾上腺素能核团，taVNS 可直接调制蓝斑 - 去甲肾上腺素网络（LC-NE）的脑干活动，影响去甲肾上腺素释放，同时调控室旁核（PVN）、视上核（SON）的催产素分泌，二者均与情绪稳定性和积极情感体验密切相关。
（二）优化脑 - 肠轴通讯
taVNS 通过刺激迷走神经影响胃肠道活动，调节肠道菌群平衡。肠道菌群作为脑 - 肠轴的关键调节因子，可调节血清素、γ- 氨基丁酸（GABA）等神经递质前体的产生，分泌参与神经肽释放的蛋白质和代谢物。迷走神经在脑 - 微生物群双向通讯中发挥核心作用，能减少肠杆菌科等促炎物种丰度，降低外周炎症向大脑的传递，从而缓解焦虑、抑郁相关症状。
（三）契合三大情绪理论的底层机制
taVNS 与三大情绪理论的核心机制相契合：呼应勒杜理论，抑制杏仁核等风险检测脑区的过度激活，减少交感 - 肾上腺轴激活，促进适应性情绪叙事；适配情绪建构理论，调节内感受信号传递，减少预测误差，优化情绪分类加工；遵循多迷走神经理论，激活腹侧迷走复合体，启动 “迷走刹车”，抑制应激反应，催生积极情绪。
结论与展望
虽然尚未确定经皮耳迷走神经刺激的理想参数，但它是一项有希望用于改善情绪状态的技术。未来，可以为特定的情绪功能障碍开发不同的经皮耳迷走神经刺激干预措施，如短暂的焦虑状态、创伤后应激障碍、焦虑障碍等。通过经皮耳迷走神经刺激，我们可以影响并改善内在感知状态，对于适当管理情绪处理至关重要。
考虑到经皮耳迷走神经刺激是一项新兴技术，有必要进一步研究不同刺激参数的有效性、治疗和会话的持续时间，还必须调查可能的风险。此外，鉴于迷走神经支持脑-微生物轴，未来的干预措施应该分析上述的去甲肾上腺素和肾上腺素指标，以及人类肠道微生物群的标志物，以获得有关经皮耳迷走神经刺激效果的更多证据。最后，鉴于应用颈迷走神经刺激和经皮耳迷走神经刺激获得的类似结果，研究颈迷走神经刺激以了解不同刺激方法的效果和后果也会非常有趣。
原文信息链接
Aranberri Ruiz, A. Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation to Improve Emotional State. Biomedicines 2024, 12, 407.
https://doi.org/10.3390/biomedicines12020407
研究团队介绍
本文作者为西班牙巴斯克大学基础心理过程与发展部Ainara Aranberri Ruiz。
关于维拓启创
维拓启创（北京）信息技术有限公司成立于2006年，是一家专注于脑科学、康复工程、人因工程、心理学、体育科学等领域的科研解决方案供应商。公司与国内外多所大学、研究机构、企业长期保持合作关系，致力于将优质的产品、先进的技术和服务带给各个领域的科研工作者，为用户提供有竞争力的方案和服务，协助用户的科研工作，持续提升使用体验。
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引言
情绪，是指个体对外界刺激的一种生理和心理的反应，由主观体验、外部表现和生理唤醒三种成分组成。情绪体验是我们生活必不可少的一部分。个体情绪场的不适应功能可能导致各种情绪障碍，如焦虑和抑郁。这些病症发生在特定神经回路中，并涉及到人类情感体验的复杂程度，但有可能根据科学知识和当前的技术资源，识别如何改善情绪状态。来自西班牙巴斯克大学基础心理过程与发展部的Ainara Aranberri Ruiz在《BIOMEDICINES》上发表了名为“Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation to Improve Emotional State”的文章，综述了情绪的三大神经科学理论，并给改善情绪提供了神经刺激的新思路。
图1. 文章信息
论文摘要
目前，情绪障碍的发生率越来越高，导致巨大的人类痛苦和高社会经济成本。主要的情绪神经科学理论基于生物学功能，并都考虑到了第十对颅神经迷走神经（the vagus nerve）的解剖和功能。耳部迷走神经刺激（auricular vagus nerve stimulation）是一种基于迷走神经功能的新型神经调控技术。一些干预措施已经表明，这种新的神经刺激技术是治疗情绪障碍非常有希望的资源。研究者总结了三种情绪的神经科学理论，解释了经皮耳神经刺激是什么，并提出了使用和持续研究的理由。
三大情绪神经科学理论核心观点
LeDoux理论（The LeDoux Proposal）
勒杜（LeDoux）2021年提出的情绪理论，为理解情绪的神经生物学基础提供了清晰框架。该理论认为，情绪是个体在具有生物学或心理学意义的情境中产生的有意识体验，且所有情绪状态都属于自传体意识范畴——需结合情景记忆，让个体明确感知“自身正经历某种情绪”。在情绪产生过程中，机体先通过无意识层面的感官、记忆与风险检测机制，对内外刺激进行加工并产生自动化生理和行为反应；随后在前意识层面整合这些信息，形成情境、自我与情绪图式并构建心理模型；最终在意识层面通过对心理模型的自我叙事，生成恐惧、喜悦等具体类别情绪或模糊的身心状态。其中，丘脑、感觉皮层与杏仁核复合体构成的神经回路是威胁检测的核心，而前额叶皮层与杏仁核的功能交互则直接影响情绪体验的适应性，这一机制也为情绪障碍的干预提供了重要理论依据。
图2. 情绪体验的生成
情绪建构理论（Theory of Constructed Emotion）
情绪建构理论以大脑功能的贝叶斯模型为核心，提出情绪并非由特定神经回路直接触发，而是大脑通过“预测编码”主动建构的体验。大脑会整合感官输入与既往心理模型进行预测，通过内稳态调节持续减少预测误差（熵），这一过程既涉及个体对自身生理状态的内感受加工（产生效价与唤醒度的情感维度），也包含社会化过程中习得的情绪分类整合。内感受信号携带体内环境的预测误差经迷走神经传入通路传递至大脑，是情绪建构的核心基础，而外部环境中，个体通过预测加工自动且持续地构建情绪类别，感官输入与情绪分类模型共同协调动作与意识体验——预测准确对应积极情绪，预测误差则引发消极情绪，最终形成兼具维度属性与分类特征的完整情绪体验，且这一过程涉及多个脑区网络的协同作用，而非特定情绪对应专属神经回路。
多迷走神经理论（Polyvagal Theory）
多迷走神经理论核心观点是，情绪反应源于自主神经系统(Autonomic Nervous System， ANS)基于安全、风险或极端风险的无意识自动感知，该系统围绕迷走神经（分为腹侧有髓鞘、背侧无髓鞘分支）与交感 - 肾上腺轴形成三大层级回路，分别对应安全感知时的亲社会情绪（腹侧迷走复合体激活）、风险感知时的应激情绪（交感 - 肾上腺系统激活）、极端风险感知时的情绪休克（背侧迷走复合体激活），情绪体验基于这些自主神经系统的自动反应形成；该理论与勒杜理论、情绪建构理论均强调迷走神经的关键作用，其作为连接外周器官与大脑的核心通路，通过调控双向中枢 - 外周信号传递，影响情绪调节与心理健康，也为通过神经刺激技术改善情绪状态提供了理论基础。
taVNS技术基础与原理
taVNS 是一种非侵入性脑刺激技术，通过在耳朵特定区域的皮肤表面施加电脉冲，刺激迷走神经的耳支（阿诺德神经 / 奥尔德曼神经）。外耳是迷走神经唯一发出外周分支（耳迷走神经，aVN）的部位，耳迷走神经（见图4）主要为传入纤维（约占 80%），连接外耳与迷走神经主干，由有髓鞘 A、B 纤维和无髓鞘 C 纤维构成。施加 taVNS 时，阿诺德神经中粗有髓鞘的 Aβ 纤维被激活，传入信号从外周神经传导至脑干及多个膈下区域。
图3. 经皮耳迷走神经刺激设备
图4. 迷走神经耳支。ABVN：迷走神经耳支（auricular branch of vagus nerve）。ATN：耳颞神经（auricular temporal nerve）。GAN：耳大神经（great auricular nerve）。紫色区域对应耳迷走神经的分布区域
taVNS 改善情绪状态的作用机制
（一）调控情绪相关神经回路
taVNS 的电信号经耳迷走神经传入孤束核（NTS）、臂旁核（PBN），进而投射至蓝斑（LC）、杏仁核、前扣带回皮质（ACC）、内侧前额叶皮质（mPFC）等情绪调节核心脑区，这些区域是情绪解读与调节策略执行的关键节点。其中，蓝斑是最大的去甲肾上腺素能核团，taVNS 可直接调制蓝斑 - 去甲肾上腺素网络（LC-NE）的脑干活动，影响去甲肾上腺素释放，同时调控室旁核（PVN）、视上核（SON）的催产素分泌，二者均与情绪稳定性和积极情感体验密切相关。
（二）优化脑 - 肠轴通讯
taVNS 通过刺激迷走神经影响胃肠道活动，调节肠道菌群平衡。肠道菌群作为脑 - 肠轴的关键调节因子，可调节血清素、γ- 氨基丁酸（GABA）等神经递质前体的产生，分泌参与神经肽释放的蛋白质和代谢物。迷走神经在脑 - 微生物群双向通讯中发挥核心作用，能减少肠杆菌科等促炎物种丰度，降低外周炎症向大脑的传递，从而缓解焦虑、抑郁相关症状。
图5. 迷走神经的脑部与躯体投射
（三）契合三大情绪理论的底层机制
taVNS 与三大情绪理论的核心机制相契合：呼应勒杜理论，抑制杏仁核等风险检测脑区的过度激活，减少交感 - 肾上腺轴激活，促进适应性情绪叙事；适配情绪建构理论，调节内感受信号传递，减少预测误差，优化情绪分类加工；遵循多迷走神经理论，激活腹侧迷走复合体，启动 “迷走刹车”，抑制应激反应，催生积极情绪。
结论与展望
虽然尚未确定经皮耳迷走神经刺激的理想参数，但它是一项有希望用于改善情绪状态的技术。未来，可以为特定的情绪功能障碍开发不同的经皮耳迷走神经刺激干预措施，如短暂的焦虑状态、创伤后应激障碍、焦虑障碍等。通过经皮耳迷走神经刺激，我们可以影响并改善内在感知状态，对于适当管理情绪处理至关重要。
考虑到经皮耳迷走神经刺激是一项新兴技术，有必要进一步研究不同刺激参数的有效性、治疗和会话的持续时间，还必须调查可能的风险。此外，鉴于迷走神经支持脑-微生物轴，未来的干预措施应该分析上述的去甲肾上腺素和肾上腺素指标，以及人类肠道微生物群的标志物，以获得有关经皮耳迷走神经刺激效果的更多证据。最后，鉴于应用颈迷走神经刺激和经皮耳迷走神经刺激获得的类似结果，研究颈迷走神经刺激以了解不同刺激方法的效果和后果也会非常有趣。
原文信息链接
Aranberri Ruiz, A. Transcutaneous Auricular Vagus Nerve Stimulation to Improve Emotional State. Biomedicines 2024, 12, 407.
https://doi.org/10.3390/biomedicines12020407
研究团队介绍
本文作者为西班牙巴斯克大学基础心理过程与发展部Ainara Aranberri Ruiz。
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