慧创论文简报 | 慧创近红外助力深圳大学发表高质量SCI论文
本文为慧创学术研究部对使用慧创近红外设备进行研究的论文的归纳整理，旨在读者更方便地阅读和高效率理解，让fNIRS更好服务于科研和临床各种应用。尽管我们在本文的结构和文字上都做了很大的努力，但仍会有不尽如人意之处。如需获取全文，可点击文末链接或索引DOI编码。
深圳大学的李鹏教授在《NeuroImage》发表了题为“Interpersonal coordination enhances brain-to-brain synchronization and influences responsibility attribution and reward allocation in social cooperation”的研究论文，揭示了人际协调增强了脑间同步，进而影响了社会合作中的责任归因和奖励分配。
该研究的背景：社会合作后的团队资源分配依赖于个人贡献、需求等多种因素，其中个人贡献与合作的任务形式有关。然而，人际协同合作如何影响事后的责任归因和奖励的分配尚不清楚：人际协同可能会提高团队和谐、促进亲社会行为；同时协同合作下不明确的个人贡献也有可能导致自我服务偏见和自私分配行为。利用双人合作时间估计任务和基于近红外的超扫描技术，李教授课题组发现人际协同组内部合作双方的脑间同步性越高，更倾向于集体责任归因和平均分配；脑间同步性可预测奖励分配，而责任归因起部分中介作用；超扫描技术在该研究中为人际协同过程提供了脑间同步性这种神经相关物。这项研究提示以往的资源分配理论需要考虑个体对于自己或他人的贡献的主观评估，既责任归因。
慧创近红外脑功能成像系统NirSmart的高通道、高灵敏度技术优势，助力该研究将近红外探头阵列同时覆盖到右侧颞顶叶连接区(rTPJ)和前额叶皮层，进而在精细探究个体在人际协调后如何赋予责任和分配奖励的规律。以下是该研究的详细内容。
01
研究背景
在社会合作过程中，资源的公平分配是影响个人利益和群体和谐的关键。不同的分配规则，包括基于公平和平等的规则，已经在奖励分配研究中被广泛讨论；然而个体的合作方式如人际协调是否以及如何影响其后续的责任归因和奖励分配尚不清楚。
02
研究方法
共招募了92名健康大学生（男46名，女46名）作为参与者。他们被随机分配为46组，协调组23对，对照组23对。两组实验中的两个参与者在实验前并不认识对方。两名参与者坐在一间安静房间的桌子的两边，被电脑显示器和键盘隔开(图1A)。所有的参与者都戴着耳机来阻止按键的声音，并防止彼此之间的口头或非语言交流。在正式的实验任务环节中，参与者被要求执行一个时间估计任务，并报告他们的责任归因和资源分配(图1B)。fNIRS数据采集：通过使用两个相同的NirSmart便携式近红外脑功能成像设备（丹阳慧创医疗设备有限公司），同时收集了每组中的两个参与者的大脑活动。基于以往假设，本研究使用了两处探头阵列。一处探头阵列放置在PFC上(图1C)，另一处探头阵列放置在右侧TPJ(rTPJ)上。发射极和接收极按照10-20系统放置，以Fz和C6为参考。发射极和接收极之间的距离约为3厘米。用10Hz采样率测量两个波长(760和850nm)的血氧变化。
对数据分析集中在HbO时间序列上，首先丢弃了3min静息状态会话的初始和最后30秒，并使用静息状态会话作为任务会话的基线(Chen等人，2020；Tang等人，2016)。采用小波滤波(0.02-0.5Hz)和基于相关的信号改进技术去除运动伪影，提高信号质量(Cui等人，2010)。最后，使用主成分分析去除全局成分(Long等人，2020)。经过数据预处理后，使用小波变换相干性(WTC)函数来检验这两个信号在每组的时间和频率上的相关性(Grinsted等人，2004)。然后使用数据驱动的方法来定义兴趣频率和兴趣通道，并使用基于聚类的排列测试来确认IBS效应。此外，还对两组进行了中介分析，以检验责任归因是否中介了IBS和奖励分配。
03
研究结果和结论
协调组（0.53±0.10）得分低于对照组(0.95±0.11)，表明协调组更容易将结果归因于共同责任(图2A)。同样奖励分配分析显示，协调组的得分较低(0.87±0.20)比对照组高(1.10±0.17)，但差异无统计学意义(图2B)。比较了两组在总试验中获得良好反馈的比例（成功率），发现协调组（0.76±0.02）和对照组(0.76±0.04)之间无显著性差异(图2C)。图2行为结果 (A)两组的责任归因得分。(B)两组的奖励分配得分。(C)两组在总试验中获得良好反馈的比例（成功率）
基于数据驱动的IBS分析，选择一个频带(0.1-0.2Hz)作为感兴趣频率，信道簇(一个由CH1, CH2, CH3, 和CH4组成，另一个由CH9、CH10和CH11组成)定义为感兴趣通道 (图3A)。协调组CH9-CH11簇的平均IBS值（0.04±0.01）高于对照组(0.01 ± 0.01, 图3B)。相反，两组间CH1-CH4簇的平均IBS值无显著性差异。重要的是，在CH9-CH11簇中，协调组通过了置换检验差异显著，而这种效应在对照组中不显著 (图3C)。
图3 人际协调的大脑同步化(IBS)
在协调组中，DMPFC中CH13和CH14的平均频率(0.11–0.16Hz)与责任归因呈负相关(r[44]=-0.53，p<0.001)，但在对照组中没有发现显著相关(图4A)。同样，平均IBS与奖励分配呈负相关(r[44]=-0.65，p<0.001)，但在对照组中没有发现显著相关(图4B)。此外，我们还对两组进行了中介分析，以检验责任归因是否中介了IBS和奖励分配。协调组的分析表明总中介效应为-9.36，在该模型中加入责任归因后，平均IBS对奖励分配的影响显著提高(图4C和D)。
图4 DMPFC中IBS与行为评估的相关性
本研究表明人际协调等合作方式会影响个体对资源配置的评价。这是先前研究结果的延伸，即权利、需求和平等主义驱动了分配正义的动机(Deutsch, 1975)。此外，fNIRS和MVPA结果阐明了DLPFC和DMPFC的独特功能角色:前者可能用于维持人际协调，后者可能通过考虑当前社会背景下的其他因素来参与规划分配决策。论文链接：Zhou, C., Cheng, X., Liu, C., & Li, P. (2022). Interpersonal coordination enhances brain-to-brain synchronization and influences responsibility attribution and reward allocation in social cooperation. NeuroImage, 252, 119028.
DOI：10.1016/j.neuroimage.2022.119028
https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2022.119028
关于慧创
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