人格特质调节虚拟现实环境中急性压力反应的时间动态及跨系统协调性

时间:2026年3月15日
来源:Psychoneuroendocrinology

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人格特质对急性应激反应多系统动态协调的影响研究。采用多场景VR范式结合高密度生理监测(心率变异性、皮肤电反应、9次点皮质醇采样),分析44名健康成人的自主神经-HPA轴时间动态耦合。发现人格特质主要调节应激反应的时间进程而非峰值强度,精神病性和特质焦虑显著导致自主神经解耦(β=0.339, p=0.031),为个体化应激易感评估提供新范式。

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郝旭|黄杰|苟梦庄|齐思远|安慧梅|谭克伟|胡彦楠|陈逸然|徐家华|谭淑萍

摘要

急性压力是精神障碍的主要风险因素。尽管之前的虚拟现实(VR)研究使用了客观的生理测量方法来探讨生物学上的异质性,但这些反应的具体时间演变和跨系统协调性仍较少被研究。为了解决这一不足,我们开发了一种多场景虚拟现实(VR)压力范式,并通过高密度监测(连续心率/心率变异性/皮肤电反应;9个时间点的皮质醇采样)分析了44名健康成年人的压力反应动态中的个性调节作用。VR范式有效引发了与Trier社会压力测试中观察到的相似的多系统压力反应。个性特征显著调节了时间轨迹(15/28个时间点×特征交互作用 p adj < 0.10),但对峰值强度的预测能力较弱(3/36个回归显著),这表明个性主要影响“反应如何演变”,而不是“反应的强度”。精神病态和特质焦虑预测了自主神经系统的不同步,特别是在恢复期间交感-副交感神经系统的解耦(β = 0.339,p adj = 0.031)。这些发现推动了压力研究从“反应性”向“调节能力”的范式转变,提供了一种可扩展的数字工具,用于个体化的压力易感性评估。

引言

像抑郁和焦虑这样的精神障碍对全球疾病负担有显著影响(Lu等人,2021年;O’Connor等人,2023年;Zhang等人,2023年),而急性压力是它们发病和复发的关键因素(Dong等人,2022年;Shier等人,2021年)。虽然传统的主观报告能够有效捕捉到感知到的痛苦,但可能无法完全反映潜在的生物学异质性。为了解决这个问题,我们强调了交感-肾上腺-髓质(SAM)轴和下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴的生理适应(Zhu等人,2021年)。SAM轴会引发快速的自主神经反应(DUAN等人,2017年),而HPA轴则控制着延迟的代谢和认知过程(O’等人,2021年)。这些系统的失调,特别是跨系统的不同步,是导致抑郁和心血管疾病风险的关键病理机制(Tatnell等人,2018年;Mitchell等人,2025年)。
个性特征是稳定的个体差异,可以预测压力反应的异质性(Guan等人,2024a)。根据易感性-压力模型(Eves等人,2025年),特定的特质是抑郁的脆弱性基础(Aebi和Orth,2025年)。这与神经认知假说一致,该假说认为高焦虑特质是在逆境下促进功能失调处理的关键脆弱因素(Sandi和Richter-Levin,2009年)。实证研究进一步说明了这种差异效应,表明急性压力在行为上“分化了个体”——在高焦虑个体中削弱了自信,而在低焦虑个体中增强了自信(Goette等人,2015年)。神经质与HPA轴功能障碍密切相关(Le Saux等人,2024年;Huang等人,2025年)以及更高的反应性(Rnic等人,2023年)。然而,新的证据表明,个性不仅影响反应的幅度,还影响其终止的效率。尽管外向性的作用仍存在争议(Moazzami等人,2025年;Tyra等人,2024年),但精神病态和特质焦虑等特质可能会干扰自主神经系统的恢复和情绪调节,从而导致持续的负面情绪(Bahlinger等人,2022年;Weger和Sandi,2018年;De la Peña-Arteaga等人,2024年;Salehi等人,2010年;Strauss等人,2025年)。
大多数先前的研究都集中在静态的“峰值强度”(如最大皮质醇水平)上,这其实是一个相对静态的概念。然而,allostatic负荷的经典理论认为,慢性疾病的风险主要源于身体因恢复效率低下和持续的生理唤醒而产生的累积“磨损”(McEwen,1998年;Guidi等人,2021年)。急性压力是一个动态过程,个性特征可能会以不同的方式调节恢复阶段(Guan等人,2024b)。例如,某些特质可能导致恢复时间延长(Yoneda等人,2023年;Lee等人,2025年)或跨系统的时间不同步(Duarte等人,2024年)。在正常情况下,SAM轴和HPA轴可能会表现出时间上的协调性。偏离这种耦合可能比单一系统的异常更能预测精神障碍的风险(Everson等人,2025年),但这一领域仍需进一步探索。
这些动态需要一个可靠的实验范式来验证。虽然Trier社会压力测试(TSST)仍然是“黄金标准”(Kirschbaum C等人,1993年),但其后勤要求限制了大规模的临床应用。近年来,一些开创性的研究成功地利用了沉浸式虚拟现实(VR)进行标准化的压力评估,例如TSST-VR(Zimmer等人,2019年)。Rodrigues及其同事建立了IMVEST范式,证明多模态VR环境可以引发强烈的自主神经和内分泌压力反应(Rodrigues等人,2020年;Rodrigues等人,2021年)。此外,这些研究通过应用机器学习方法根据行为指标和生理特征来预测个体的压力反应性,进一步推动了该领域的发展(Momeni等人,2022年)。然而,在这些基于状态预测和峰值反应性分类的基础工作之上,仍有机会进一步阐明潜在的时间动态——特别是恢复斜率和自主神经系统与内分泌系统之间的时间延迟协调。
为了填补这些空白,本概念验证研究开发了一种结合高密度生理监测的多场景集成VR急性压力范式。我们的目标是:(1)验证该范式能够引发多系统激活;(2)利用时间序列分析来描述个性特征如何影响压力反应的时间动态和跨系统协调性。具体来说,我们假设:(1)个性特征(如神经质和精神病态)对恢复轨迹和持续激活的预测效果更强,而不是对峰值幅度的预测;(2)这些高风险特征与SAM轴和HPA轴在恢复阶段的显著双变量解耦有关,从而识别出用于个体化风险评估的特定allostatic负荷表型。

部分摘录

参与者

实验在2024年9月至2025年3月期间进行。根据以往的研究,实验前后唾液皮质醇浓度的差异被作为急性压力诱导的主要结果指标。我们使用G⁎Power来估计重复测量ANOVA的样本量,效应量为0.25,统计功效为0.80,显著性水平为0.05,表明健康组和抑郁组的最小总样本量分别为43人

参与者特征

如表1所示,最终样本包括44名参与者,其中24名为女性(54.55%),20名为男性(45.45%),平均年龄为25.5岁(标准差=2.42岁)。参与者表现出良好的心理健康状况,患者健康问卷-9(PHQ-9)的抑郁症状平均分为2.34分(标准差=2.08),广泛性焦虑障碍-7(GAD-7)的焦虑症状平均分为1.23分(标准差=1.79)。关于个性特征,参与者在Eysenck量表的所有维度上的得分

讨论

我们的系统地研究了个性特征对压力反应动态轨迹和跨系统时间协调的调节作用。通过验证一个标准化的VR范式,我们证明了个性特征主要调节压力的时间调节,而不是静态的反应性。
多场景VR范式有效地引发了强烈的多系统急性压力反应。

结论

总之,我们的研究证实了一个标准化的VR急性压力模型,并表明个性特征主要影响压力反应的时间动态和跨系统协调性。通过将分析框架从“峰值反应性”转变为“动态调节”,我们发现了与精神病态和焦虑相关的特定“解耦”表型。这些发现为使用基于VR的数字表型工具评估压力易感性和实施

伦理声明

本研究得到了北京回龙观医院伦理委员会的批准[2023-37-Ke-Xiu1]。研究过程严格遵循了《赫尔辛基宣言》的伦理原则和中国涉及人类受试者的生物医学研究伦理审查措施的相关规定。所有参与者都在充分了解的情况下自愿签署了知情同意书。

资金来源

本研究得到了北京自然科学基金[7242077]、首都卫生改善和研究资金[2022-1G-2132]以及北京市高级公共卫生研究者培训计划[2023-02-03]的支持。

代码可用性声明

用于开发VR实验的代码可在线获取,网址为:https://github.com/KeatonHsu/VR_acute_stress_demo

未引用的参考文献

(Kirschbaum等人,1993年;O’Connor等人,2021年)

CRediT作者贡献声明

郝旭:撰写——原始草案,方法论。谭淑萍:撰写——审稿与编辑,监督,项目管理,资金获取。徐家华:概念构思。陈逸然:数据管理。胡彦楠:数据管理。谭克伟:数据管理。安慧梅:方法论。齐思远:方法论。苟梦庄:方法论。黄杰:方法论。

写作过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明

在准备这项工作时,作者使用了ChatGPT(模型版本GPT-3.5,OpenAI)来提高手稿的可读性和语言准确性。使用该工具后,作者根据需要对内容进行了审查和编辑,并对出版物的内容负全责

利益冲突声明

作者没有需要声明的利益冲突。

致谢

我们感谢所有参与这项研究的参与者。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能会影响本文报告的工作

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