科研成果 | 持续的自身疼痛对疼痛共情的影响：促进躯体感觉共振但抑制情感分享

01 研究简介

      我院彭微微教授课题组近期在国际神经科学领域顶级期刊《NeuroImage》发表题为Ongoing first-hand pain facilitates somatosensory resonance but inhibits affective sharing in empathy for pain的研究论文。《NeuroImage》为中科院一区（2021年最新升级版），Top期刊，2022年影响因子为7.40。课题组副研究员李晓云博士和香港中文大学生物医学工程学系娄武涛博士为该论文的第一作者，彭微微教授为该论文的通讯作者，深圳大学为第一单位。该研究工作获得国家科技部科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目、国家自然科学基金和深圳市基础研究项目的支持。

02 理论模型

     根据共情的知觉-动作理论模型，自身疼痛与他人疼痛信息加工过程涉及相似的心理机制和神经表征。这提示观察者自身疼痛可能会影响对他人疼痛的共情反应。以往研究探讨了慢性疼痛患者疼痛共情反应的异常，然而研究结果存在较大的异质性。为此，本研究以健康个体为研究对象，采用了辣椒素诱发的持续性疼痛模型，探讨了共情者的自身疼痛如何影响对他人疼痛的共情过程。

03 研究方法及结果

     本研究招募健康被试，在其左前臂随机涂抹辣椒素乳膏（辣椒素组）或护手霜（对照组）。所有被试在涂抹试剂25分钟后完成疼痛共情任务，并采用功能磁共振技术同步采集被试在任务期间的神经活动。在该任务中，被试需要观看一系列肢体处于疼痛或非疼痛情景下的视频材料，随后他们需要对视频主人翁的疼痛强度和观看视频诱发的自身不愉悦度进行按键评分（图1A）。行为结果显示，辣椒素组被试在共情相关的疼痛强度评分上显著低于对照组（图1B）。

图1 疼痛共情任务流程示意图及行为结果

     在共情相关的神经响应上，相对于对照组，辣椒素组被试在右侧初级感觉皮层（S1）的激活程度增强（图2E），然而左侧前脑岛（AI）的激活程度减弱（图2B）。相关分析结果显示，辣椒素组被试的自身疼痛强度水平与左侧前脑岛的激活程度显著负相关（图2F）。这些结果表明，共情者持续的自身疼痛增强了躯体感觉共振，但减弱了疼痛共情的情感分享。

图2 自身疼痛影响疼痛共情相关的神经响应

     采用被试间相位同步性（ISPS）分析评估参与疼痛共情的脑区内或脑区间的神经同步性（图3）。结果显示，与对照组相比，辣椒素组被试在右侧S1脑区内部（图3F），双侧S1之间（图3I），以及右侧S1和右侧AI之间（图3H）表现增强的共情相关神经同步性；但在左侧AI脑区内部（图3A）和左侧AI与MCC（图3B）之间则表现减弱的共情相关神经同步性。这些结果表明，共情者持续的自身疼痛增强了共情的体感网络内的神经同步性以及体感和情感网络之间的神经同步性，但削弱了共情的情感网络内的神经同步性。

图3  自身疼痛影响疼痛共情相关的被试间神经同步性

     被试间行为同步性分析结果显示，与对照组相比，辣椒素组在疼痛共情任务中表现出更强的共情相关评分同步性。共情相关的右侧S1和右侧AI之间的神经同步性越高，共情相关疼痛强度评分的同步性也越高（图4A）。中介分析进一步揭示了右侧S1和右侧AI之间的神经同步性介导了自身疼痛对共情相关疼痛强度评分同步性的影响（图4B）。因此，自身疼痛增强了参与疼痛共情的体感和情感过程的脑区之间的神经同步性，从而增加了被试间对共情相关疼痛强度评分的同步性。

图4  自身疼痛与疼痛共情相关评分和神经同步性之间的联系

04 研究启示

     这项研究阐述了观察者自身疼痛是如何影响对他人疼痛共情的行为和神经响应。持续的自身疼痛增加了与共情相关躯体感觉共振脑区的神经激活和神经同步性，但减少了与共情相关情感分享脑区的神经激活和神经同步性。这拓展了我们对自身疼痛和疼痛共情之间联系的理解，并提示精神疾病（如精神分裂症）或发展障碍（如自闭症）人群的共情障碍可能来源于自身疼痛的异常。

论文信息：

Li X.*, Lou W.*, Zhang W., Tong R.K.Y., Hu L., Peng W.# (2022) Ongoing first-hand pain facilitates somatosensory resonance but inhibits affective sharing in empathy for pain. NeuroImage. 263:119599

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深圳大学心理学院

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文字来源 | 心理学院

图片来源 | 心理学院

学生编辑 | 梁恬星

初审 | 何振宏

审核 | 焦璨、吴健辉