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高知工科大学:明确大脑活动峰值时间点,适应压力的关键在压力出现“1小时后”

2026年06月18日 生物医药

高知工科大学等的研究团队发现,大脑为适应强烈压力所产生的活动,并非在压力结束的时刻,而是在约1小时后表现得最为强烈。据称这一发现颠覆了“大脑压力反应会在30分钟内迎来峰值”的传统学说。通过进一步推进研究,有望为心理健康护理及教育一线等领域提供有效的压力应对策略。

即便经历相似的压力,有人能迅速适应并恢复、过上健康生活,也有人在适应上倍感吃力、恢复需要时间。静冈理工科大学信息学部的渡边言也副教授(情绪相关脑科学)与高知工科大学脑交流研究中心主任竹田真己教授(脑科学与AI)等人组成的研究团队,试图探究这类个体差异来源于何种脑机制。已知长期压力会引发创伤后应激障碍(PTSD)或抑郁症的风险,若能阐明适应压力时的脑内机制,将有望为相关治疗提供帮助。

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承压后60分钟,压力适应能力强的人(红图)与适应能力弱的人(蓝图)的脑活动示意图(供图:渡边言也副教授)

此次,研究人员以高知工科大学及其研究生院在读的102名学生为对象,为调查其压力适应能力的强弱,让他们完成了包含25道题的5级量表问卷。最终选取了回答表现稳定的18至25岁受试者共90人(男性68人,女性22人)开展实验。

实验对被称为“冷加压测试”的经典物理性压力施加方法进行改编后实施:让受试者佩戴能感受到如同将手浸入冰水般寒冷的手套2分钟,除测量佩戴前后的心率、压力激素量等生理变化外,还通过fMRI(功能性磁共振成像)及脑电图检测大脑活动状况。

研究人员分别在压力刚结束时、20分钟后、60分钟后及80分钟后对大脑进行检测,fMRI图像显示,压力适应能力越强的人,60分钟后其掌管压力反应与紧张的“突显网络”活动越明显趋于平稳,而在内省和安静时激活的“默认模式网络”活动则增强。即便从脑电波来看,其60分钟后与紧张状态等相关的波形也显著下降。而压力适应能力弱的人据悉会出现相反的反应。在压力刚结束时及20分钟后,两组受试者的脑活动未见统计学意义上的显著差异。

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fMRI与脑电图的变化情况。承压后60分钟,压力适应能力强的人和弱的人在脑活动上出现明显差异(供图:渡边言也副教授)

此前业界一直认为,当承受某种压力时,瞳孔放大、心率加快、压力激素分泌等身体反应会在承压后的30分钟内迎来峰值,60分钟后恢复原状。然而,此次实验揭示,与压力适应相关的脑活动约在60分钟后迎来峰值,且此后仍持续活动。

与压力适应相关的脑研究,此前多通过使小鼠陷入抑郁状态来研究其脑活动。渡边副教授表示:“仅凭小鼠实验,存在无法直接验证人类特有的‘克服压力的能力’这一局限。此次,我们成功检测到了与人类压力适应相关的脑活动。”研究团队希望今后在推进脑机制相关研究的同时,也针对具体如何进行干预才能帮助人们适应压力展开思考。

本研究中,研究人员通过对90位受试者分别进行4小时的测试,合计获得了2 TB(1T为10的12次方)的海量数据。竹田教授解释道:“希望能够以最大限度发挥数据潜力的方式进行研究。研究方向或许可以超越单纯的AI数据分析,比如目前已有用生成式AI解析脑电波模式的研究先例,我们希望致力于开发能通过对比受试者承压前后的脑电波、为他们提供调节压力负荷建议的系统等相关工作。”

上述研究的实施获得了日本学术振兴会科学研究费补助项目、武田科学振兴财团、内藤科学技术振兴财团、公众健康振兴财团的资助。相关研究成果已于3月26日发表在美国国家科学院院刊电子版上,同日高知工科大学也发布了该成果。

日文:JST Science Portal 编辑部
中文:JST客观日本编辑部

【论文信息】
期刊:Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)
论文:Neural signatures of human psychological resilience driven by acute stress.
DOI:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2524075123

日语原文