馬燚娜團隊揭示腦間神經同步性在群際衝突中的作用機理

責編丨兮


群體是人類生存和繁衍的基本社會單元。縱觀人類歷史,群體的生存與發展取決於群體內部成員行為上的協調性,以及決策上的合作協同,但這種協同性背後的認知過程和神經機制目前尚不明確。


2020年4月27日,北京師範大學認知神經科學與學習國家重點實驗室,IDG/McGovern腦科學研究院馬燚娜課題組在Nature Neuroscience雜誌上在線發表了的研究論文Within-group synchronization in the prefrontal cortex associates with intergroup conflict,解釋了該機制。該研究利用了多輪-多人-實時群際互動實驗範式和功能性近紅外光譜成像(fNIRS)的多腦神經活動同步記錄技術(hyperscanning),在群體競爭情境下,揭示了群體內部成員的腦間同步性是群際互動與協同的關鍵神經機制。

馬燚娜團隊揭示腦間神經同步性在群際衝突中的作用機理


在該研究中,研究人員採用了多輪-真實互動-實時反饋的群際“攻擊-防守”競技遊戲。每輪遊戲6名參與者同時參加,3人處於攻擊組,3人處於防守組。實驗中,6名參與者的右側背外側前額葉(rDLPFC,與衝動抑制、策略性決策密切相關的腦區)和顳頂聯合區(rTPJ,與加工他人意圖、心理理論密切相關的腦區)的神經活動由兩臺相同型號的fNIRS島津儀器同步記錄(圖1)


馬燚娜團隊揭示腦間神經同步性在群際衝突中的作用機理

圖1 功能性近紅外光譜成像fNRIS光極分佈圖。


研究發現,在行為層面,群體內部凝聚力使個體更願意為了群體利益而犧牲自我利益,增強了對自己所屬群體的喜愛,和更強的內-外群體偏差。在神經層面,研究者關注了個體的神經活動強度、腦功能連接強度,以及群體成員間的腦間同步性 (Within-group neural synchronization)。研究者發現,在個體神經活動層面,群體內部凝聚的操作降低了群體成員的背外側前額葉的神經活動強度 (圖2a),增強了群體成員背外側前額葉和顳頂聯合區的功能連接(圖2b, c),提示了群體凝聚力促進群體成員在決策時更主動地理解和協同其他成員的意圖。


馬燚娜團隊揭示腦間神經同步性在群際衝突中的作用機理

圖2 群體內部凝聚對DLPFC活動、DLPFC-TPJ腦功能連接強度的影響。


在群體成員間腦間神經活動同步性的層面(圖3),研究者發現,群體凝聚增強了群體成員 (尤其是處於攻擊組) 在背外側前額葉和顳頂聯合區的神經同步性(Within-group neural synchronization,即由光強轉換的含氧血紅蛋白信號間的小波相干強度),且群體內成員在背外側前額葉的神經同步性可以正向預測群體在群際互動中的衝動冒險行為。


馬燚娜團隊揭示腦間神經同步性在群際衝突中的作用機理

圖3 腦間神經同步性的計算,及其在群際互動中的作用。


這項研究工作揭示了群體成員背外側前額葉神經活動的同步性降低(within-group synchronized reduction)是群體協同行為背後的神經機制。此外,研究結果也暗示了調控群體凝聚力,以及直接調控群體內成員腦神經同步特徵可能是干預群體互動模式的有效手段。


北京師範大學認知神經科學與學習國家重點實驗室馬燚娜課題組的在讀博士生楊佳欣為文章的第一作者,馬燚娜教授為獨立通訊作者。馬燚娜課題組研究生張荷婧倪軍、萊頓大學Carsten De Dreu教授也對此項研究做出了重要貢獻。


原文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41593-020-0630-x


製版人:珂


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