科學人觀點

過動人格的大腦指標

非ADHD受試者在期待獎賞時,大腦紋狀體區的反應激烈,但得到獎賞的當下,卻無反應;相反的,ADHD受試者無法專注在可能得到獎勵的等待期,只有在看到獎賞時,大腦才有所反應。

撰文/曾志朗

科學人觀點

過動人格的大腦指標

非ADHD受試者在期待獎賞時,大腦紋狀體區的反應激烈,但得到獎賞的當下,卻無反應;相反的,ADHD受試者無法專注在可能得到獎勵的等待期,只有在看到獎賞時,大腦才有所反應。

撰文/曾志朗


我從小就好動,是個靜不下來的人,每天的行程排滿了林林總總的事務,有些是要即時處理的例行公事,有些是計畫要做,也做了一半,卻又分心去做別的事,散落在桌上,忽然一眼瞄到,趕緊拾起來做,但同時想起另一件事也沒做完,就又去找出來。事情一樁又一樁,疲於奔命,彷彿永遠做不完。但很多時候,未能即時把一件事「依例」完成,不墨守「常規」的收穫,反而是能左右串連別人的經驗和智慧,突破當前的困境。好動於我而言,有時真可以說是創意之本哩!


通常,一般的人可以同時專注處理兩、三件不同的事情,但超過三件以上,就無能為力了。這種分心的能耐,其實就是同時處理多件事務時,養成「專注」和「暫時放一邊」的資源分配策略,也就是把不同事件分別放在「前景」(foreground, 注意力的外顯處理區)和「背景」(background, 隱性注意力的處理區)的處理方式,以及轉換的順暢程度。一般人遇到必須分心應付多項認知作業時,總是採取較為保守的策略,因為經驗顯示,要有效能,就不能一心數用。有過動人格的人則不然,每樣事情都想做:那個很有趣,試試看;這個不錯,也關照一下。來者不拒、多管齊下的結果,好像都做了,但卻什麼都沒有完成。過動的問題在於大腦對當前輸入的訊息,有登錄卻不能長留,無法留住當下,當然就會被新的訊息所吸引。見新獵而心喜,馬上就放棄眼前事物,追尋新物去了。所以,分心乏術是因,也是果。


有時候我認真反省自己的好動行為,似乎很符合上述各項特徵。而且我的好動,不只是心理層面注意力的移動,也包含肢體上的移動。常常在研究室裡,思緒卡住了,要不是東抓一本書來讀,西找一篇論文瀏覽,或點一段影音來看,就是到同一樓層或上下樓層轉一轉,到其他研究室串串門子,甚至開著車子隨意繞一繞。總而言之,就是「屁股長蟲」,坐不住!我的身體看似漫無目的在動,腦子卻是有意識的飛馳轉動。又常常因為坐久了,腳就不自主晃動起來,好像替代了到處走動的需求似的,真是好玩得很。我觀察我自己,發現我一不注意,腳就有規律的抖動,但稍一留意,就又可以控制不動。起身行走,抖動也會停止,一坐下來,又不由自主動了起來。打瞌睡時,腳還是會動,但一睡熟,也就停止晃動了。朋友開玩笑說,看我有沒有睡著,只要看我的腳。我哈哈大笑,對同事和學生們封給我的綽號「過動教授」,始終不以為意。


我對自己的好動,其實早已習以為常,總以為那是在鄉下長大,動不動就往山丘、樹林裡跑來跑去所養成的習慣。對於自己研究方向多元又多樣,屬「不務正業」的跨領域科學家,以及推動跨國公共事務身先士卒,在世界各國飛來飛去的行為,則歸因為不甘寂寞又好管閒事的雞婆性格所造成。我自己不覺得奇怪,就是一種怪癖而已嘛!但老被說過動,也不免對過動人格的生理機制產生好奇,有了想知道更多的衝動!


我自己是研究大腦和心智的人,當然從這個領域的研究去尋找答案!上網輸入ADHD(注意力缺失過動症)及大腦功能,找到了一篇頗為有趣的論文,是由日本沖繩科學技術大學院大學的研究者和巴西里約熱內盧聯邦大學的一群醫生共同合作的成果。研究的主要目的是檢視ADHD患者和非ADHD的一般人在學習某項認知作業時的腦部神經反應,研究的工具則是利用功能性磁共振造影(fMRI)掃描受試者大腦,比對兩組受試者的腦顯影影像在什麼部位和什麼時間點有所差異。


實驗從將近400位完成ADHD症狀篩檢的巴西大學生中尋找受試者,最後成功的樣本數包括14位(8男6女)被診斷有ADHD症狀的大學生,和15位(8男7女)沒有ADHD症狀的大學生做對照組。受試者個別進入實驗室,躺在fMRI儀器的小床上,頭部固定不動,罩在一圓型的掃描器裡,眼睛看著前方小小螢幕上呈現的圖片。每一組圖片的開頭,如果呈現的是菱形的圖,那麼接在下一張「+」字符號出現的圖,66%的機率會是一張印有錢幣的圖,表示受試者可以獲得的獎賞。如果一開始出現的圖是正方形,則在「+」符號之後出現的圖,會是一張錢幣上打著大「×」的圖,表示沒有獎賞可拿了。


實驗的程序和圖片呈現的步驟,如上圖A所示。B和C兩組腦顯影,則顯示非ADHD和ADHD受試者在做同樣認知作業時,大腦紋狀體(負責對報酬的反應)區的神經反應。上下影像一對比,可以很清楚看到兩組受試者的腦部反應差異。非ADHD受試者在預期可能會有報酬的等待中,紋狀體區的反應激烈,但看到錢幣圖像時,卻沒有反應;相反的,ADHD受試者在可能得到報酬的等待時間裡沒有反應,看到錢幣圖像的當下,才出現反應。兩組受試者的腦反應呈雙分離現象(double dissociation, 指統計上出現特別交互作用,即在等待期,非ADHD組有反應而ADHD組沒有反應,是一分離現象;在報酬期時,非ADHD組沒有反應而ADHD組有反應,是另一分離現象),充份說明ADHD受試者不能專注在未來可能會有報酬的預期上,一定要等到報酬確定了,才會有所反應。這結果建立了過動人格的神經機制,可以做為診斷的生理指標!


日本和巴西科學家所做的這個研究,結果雖然指出ADHD可能的腦神經指標,但由於採用的實驗作業太簡單了,很可能只點出ADHD的皮毛而已,反映不了ADHD更複雜的行為成因。但科學發現由簡入繁,先局部再整體,或反過來,先整體再細細分辨,都是很好的開始。簡單明瞭的實驗步驟、準確的測量、適當的統計分析,以及清楚的說明結果,讓別的研究者可以依循方法重複實驗結果,才是最重要的科研精神。


這篇論文2014年發表在同儕審查、可開放取用的期刊《科學公共圖書館.總刊》(PLOS ONE)上,2016年末,作者群改寫這篇文章,註明出處,投到一份名為《年輕心智的前沿科學》(Frontiers for Young Minds)的期刊,幾個月前獲得刊登。這份期刊專為中小學的年輕讀者而設,版面活潑,插畫生動,也邀請學童來擔任審稿人,最年輕的才7歲、最大不超過15歲,每篇文章的審查由一人至數人不等,在科學導師的指導下,做出專業的評論。這篇ADHD文章就是由幾個12~15歲的青少年所做的審查,他們是來自美國北加州一個知名太空科學中心為弱勢家庭兒童所設的「人人皆冠軍科學營」(Champions of Science)的隊員。兒童審稿人提出由兒童認知的觀點所產生的問題,讓作者把文章修改到老少咸宜的程度;作者則盡到推動科學普及的責任,更學會和「小小科學人」溝通的技巧。這是科普教育的心智創客(mental maker)模式,教兒童由實作中學習新知,同時接觸論文發表、專業審查的流程,也教科學家從和年輕審查者的對話中,學會科普寫作的重點、用語和寫法,兩者都受益,真是令人讚賞!


他山之石,擇善而從,我們可能也為我們的兒童創作這樣的科普期刊嗎?Let’s do it!


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