科研成果丨额叶-杏仁核网络的背侧和腹侧通路在老年人财务决策中的作用

　　我院老年精神医学研究团队近期在国际老年医学领域著名期刊《Geroscience》（五年影响因子：5.7）上发表了题为“Dorsal and ventral fronto‑amygdala networks underlie risky decision‑making in age‑related cognitive decline”的论文。该研究聚焦老年人中财务风险行为的异常，探讨了额叶-杏仁核网络（fronto-amygdala network）的背侧和腹侧通路在老年人财务决策中的作用。本项研究由深圳市精神卫生中心（深圳市康宁医院）老年精神科牵头完成，其中任平为第一和通讯作者，谭美玲、吴东辉和罗国志等为共同作者。该研究工作得到了广东省自然科学基金、深圳市三名工程项目、深圳市科技创新委员会以及广东省临床重点专科等项目资助。

研究背景

　　决策（decision-making）过程在日常生活中无处不在，良好的决策能力对个体的生存和发展至关重要。在衰老过程中，认知功能衰退和身体机能变化对老年人的决策能力产生显著影响。研究发现认知损伤的老年人在面对复杂财务问题时，往往不能有效规避风险，从而成为财务滥用（financial abuse）的高危人群。例如：老年人经常被高风险理财产品和保健品等欺骗，导致人身和财产损失。我们知道额叶（frontal cortex）和杏仁核（amygdala）在奖赏相关决策过程中有重要作用，深入探讨额叶-杏仁核网络在衰老过程中的退行性变化，能够帮助我们更好地理解老年人在财务相关风险决策（risky decision-making）中的行为表现，为老年认知障碍的早期预测和干预提供新的思路。

研究方法

　　研究团队采用改进版的爱荷华赌博任务（Iowa Gambling Task，IGT）分别对青年人和不同认知状态老年人的风险决策能力进行评测（图1）。利用静息态和任务态功能磁共振（functional MRI）成像技术检测额叶-杏仁核网络和行为表现之间的关系，并深入探讨背侧（dorsal）和腹侧（ventral）神经通路在风险决策过程中的作用。

图1：研究采用的IGT风险任务范式

研究结果

在IGT风险任务中，相比青年人，老年人区分好坏卡牌的能力显著下降。强化学习曲线显示，青年人能够抽提出任务规律并优化风险策略（即避开坏卡牌），而老年人这一能力明显受损（图2）。

图2：青年人和老年人在IGT任务中的行为表现

　　研究中选取了杏仁核（amygdala）、额中回皮层（middle frontal cortex，MFC）和内侧眶额叶（medial orbitofrontal cortex，MOFC），并计算各脑区间的功能连接。静息态功能磁共振数据分析显示，MOFC-amygdala功能连接在青年人和老年人之间有显著差异。调节模型（moderation analysis）显示出功能连接和风险行为的相关性在认知受损老人中发生明显变化（图3）。有趣的是，这种相关性的改变在背侧（MFC-amygdala）和腹侧（MOFC-amygdala）两条通路中表现出相反的模式（图4）。

图3：额叶-杏仁核的静息态功能连接和IGT任务表现的关系

图4：认知损伤对额叶-杏仁核连接调控作用的影响

　　在额叶-杏仁核网络中，任务激活的脑区（MFC）活动性和风险决策能力（规避风险）之间有显著相关，提示MFC在老年人风险行为改变中发挥了重要作用（图5）。

图5：任务态fMRI分析显示MFC在风险决策中的调控作用

讨论和展望

　　本研究首次提出了额叶-杏仁核功能网络对老年人财务风险决策进行调控的理论模型，揭示了背侧和腹侧神经通路的不同作用。这一发现突显了杏仁核网络在处理奖赏和惩罚信息过程中的重要性，而背侧和腹侧功能网络的平衡对于老年人成功规避风险至关重要。结合研究团队在风险决策方面的其他工作（参考文献2和3），对衰老过程中财务风险行为的系统性研究为更好地理解认知衰退提供新的科学依据，也为认知障碍早期预测和干预提供了新的思路。

原文链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s11357-023-00922-2

参考文献

1. #Ren P,Ma MX, Zhuang YC, Huang JY, Tan ML, Wu DH, Luo GZ. (2023) Dorsal and ventral fronto-amygdala networks underlie risky decision-making in age-related cognitive decline. Geroscience(accepted).

2. #†Ren P,†Hou GQ, Ma MX, Zhuang YC, Huang JY, Tan ML, Wu DH, Luo GZ, Zhang ZG, #Rong H. (2023) Enhanced putamen functional connectivity underlies altered risky decision-making in age-related cognitive decline. Scientific Reports, vol 13.

3. #†Ren P,†Luo GZ, Huang JY, Tan ML, Wu DH, Rong H. (2023) Aging-related changes in reward-based decision-making depend on punishment frequency: An fMRI study. Front Aging Neurosci, DOI 10.3389/fnagi.2023.1078455.