近红外超扫描 | 群际冲突会影响脑间同步

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导读

人际同步是指相互作用的个体在时间上的一致。有研究发现，额下回(IFG)是观察-执行系统的核心区域，不仅在同步任务中被激活，而且在人际互动之间耦合，这表明IFG在调节人际同步中起着关键作用。本研究采用功能性近红外光谱(fNIRS)超扫描，在以色列-巴勒斯坦冲突的背景下考察了脑间同步(IBS)是否由群体间的关系所调节。研究结果表明，与外群体相比，内群体的行为同步性增加。在整个任务过程中，左侧IFG的IBS显著增加，而且内群体的IBS高于外群体。

前  言

为了实现有效的社会互动，人类在调整目标、意图和行动方面的能力得到了很大程度的发展。这些类型的行为也包括人际同步，即两个或多个人同时进行身体行为的协调。同步的形式有许多：自发的(如，步伐一致性)；有意识的同步(如，跳舞或唱歌涉及同一个目标)。

在人际同步背后的神经机制方面，三个系统的反馈回路原型被认为是所有类型的社会协调的基础。这个回路由一个间隔监测系统组成，包括前扣带和岛叶，检测自我和他人之间的间隔水平，当人际同步实现，个人与他人建立联系时，奖赏回路负责发送奖赏信号。这个反馈回路的核心是观察-执行系统，它能够调节实现连接所需的对齐水平。在额下回(IFG)、顶下小叶(IPL)和前运动皮层中发现了观察-执行系统。IFG与动作的运动表征有关，而IPL则与视觉输入的感觉-运动映射和自身身体相对于其他坐标更加相关。

最近基于双脑的研究表明，交互参与者在IFG之间的脑间同步(IBS)是行为同步的原因。例如，利用功能性近红外光谱(fNIRS)，在伴侣之间协调的面对面对话过程中发现左侧IFG存在IBS。值得注意的是，有研究表明，前额区IBS依赖于群体成员的关系，例如在群际冲突中，IBS与群际间敌意相关。事实上，群体内偏见在群际关系中无处不在，而且反映在多重认知和情感过程中。比起外群体成员，人们更容易将积极的属性分配给内群体成员，并且评估一个外群体成员的痛苦比内群体成员的痛苦要小；比起外群体成员，人们更倾向于模仿内群体成员，这表明当个体与外群体成员互动时，缺乏同步的基本组成部分。

大脑的观察-执行是受群体偏见的影响的，例如，在感知自己的群体与其他群体相比时，该系统的神经反应会增强。一项关于共同运动共振的经颅磁刺激(TMS)研究报告称，当观察组内行动者表演手势时，比观察组外行动者表演相同的手势时，皮层-脊髓兴奋性更强。鉴于这些发现，很可能在群际间冲突的背景下，个体也会更倾向于与内群体成员同步，而非与外群体成员同步，内群体成员的IBS会更高。

研究者试图在现有的国家群际冲突的背景下测试最基本的运动同步形式来扩展关于IBS的研究。犹太人和阿拉伯公民之间的关系既有共存又有冲突，这源于一个国家、历史和意识形态的冲突，即以色列和巴勒斯坦的冲突。通过以色列-巴勒斯坦的群体间关系，本研究旨在确定同步行为和IBS是否受群体间关系的调节。

图1.A.实验设置；B.两个圆圈代表参与者；C.圆圈由键盘上的箭头控制。

方  法

参与者：86名成人(74.4%女性)，年龄在18-38岁(M=24.16，S.D.=3.67)，共43对。参与者被随机分配到两个实验组中(为避免性别因素的影响，参与者对为同性别)：①由来自同一国籍的两个参与者组成的内群体；②由来自不同国籍的参与者组成的外群体(即，一个犹太参与者和一个阿拉伯的巴勒斯坦参与者)。

实验任务：在这项任务中，参与者对通过控制电脑屏幕上彩色圆圈的运动进行非语言互动。在游戏开始时，屏幕上会出现两个圆圈，每个参与者会被分配蓝色或红色(见图1B)。要求参与者想象分配给他们的彩色圆圈代表他们在屏幕上移动。①控制条件：在控制条件下，参与者被指示在矩形内自由移动自己的圆圈，这独立于由计算机控制的另一个圆圈。计算机控制的圆圈运动是随机的。参与者被告知，计算机将控制另一个圆的运动。在这种情况下，参与者对与电脑互动，但参与者对面对面坐着。②同步性条件：在这个条件下，要求参与者对尽可能地协调与同伴的动作。

功能性近红外光谱：使用Brite23无线fNIRS系统测量任务期间的大脑活动(图2)。数据收集使用Oxysoft软件分析氧合血红蛋白(Oxy-Hb)的变化，研究表明氧合血红蛋白是局部脑血流最敏感的参数，与BOLD信号高度相关。采样率为10Hz。

图2.右半球(A)和左半球(B)的Brite23 fNIRS通道定位和投影。

结  果

行为结果：条件的主效应显著。同步性条件下z变换显著高于控制条件。组别、条件×组别均未达显著性水平，但条件×试次的交互作用显著。在同步性条件下，试次的主效应边缘显著。组别、组别×试次均未达显著性水平。这表明与外群体相比，内群体的同步性增加(图3)。 

图3.试次(1-3)的方向相关均值和标准差。在同步性条件下存在显著的条件×试次交互作用，在同步性条件下，内群体和外群体对之间的方向相关性增加。

采用重复测量方差分析显示[条件(控制/同步性)和试次(每个条件有三个试次)为被试内因素，组别(内群体/外群体)为被试间因素]，条件的主效应显著，组别和条件的交互作用显著。两两比较显示，条件的影响仅在内群体中显著，与控制条件相比，内群体参与者对更享受在同步性条件下完成任务(见图4)。

 图4.试次(1-3)的个体享受评分的均值和标准差。在同步性条件下，内群体对上存在显著的条件主效应和组别×条件交互作用。

fNIRS：计算16~30s期间，由左半球和右半球通道中同源通道组成的所有通道组合的平均相干值。将这些均值应用Fisher的z-变换对其分布进行归一化，并将所得值进行重复测量方差分析。

 图5.组别和条件交互的F值映射图。

条件×试次交互作用在该通道组合中进行校正后仍然显著。以组别作为被试间因素，试次作为被试内因素。结果显示，控制条件下，组别的主效应显著。试次、组别×试次未达显著性水平。组别的主效应在同步性条件下显著，试次的主效应在该条件下也显著。

 图6.通道21(左侧IFG)的IBS均值和95%置信区间。

讨  论

本研究以巴以冲突为背景，探讨了群际对行为和人际神经同步的影响。相比于外群体，内群体成员的互动与同步动作能力更高。在有内群体成员在场的情况下，人们往往更喜欢与人互动，而不是与电脑互动。在神经水平上，整体运动同步会引发左侧IFG的IBS，左侧IFG中的IBS只在涉及真实互动的条件下具有行为同步性。

为什么内群体的IBS比外群体更高？

虽然前人的研究表明，行为同步能够促进群体的形成，但研究者认为群体成员的关系也会影响同步。一种可能的解释是，参与者不太愿意与外群体成员合作，因为他们不希望对一个来自与自己群体冲突的群体的人感到团结和信任。此外，与内群体成员互动的熟悉度可能更高，因此具有更高的可预测性，从而促进对动作信号更好地理解。因为，对于本研究中的内群体对而言，他们有共同的语言、文化和国家身份，这样的熟悉度对可能增强IBS的运动信号进行更好地理解。另一种解释是，与分配给内群体成员与外群体成员的注意力的差异有关，对内群体成员可能比外群体成员分配更多的注意力。

本研究揭示了左侧IFG的IBS可能是这种与内群体成员同步性更好的神经基础。观察-执行系统和其他网络之间的相互作用可能解释了这种群体差异。在群际冲突的背景下，反馈回路的一些变化会导致同步能力和/或动机的降低。虽然IBS可塑性的减弱可能是由于外群体对的行为表现缺乏进一步的改善，但外群体对的享受评级降低可能与奖赏回路活动的减少或观察-执行和奖赏回路之间的异常连接有关。

原文：Inter-group conflict affects inter-brain synchrony during synchronized movements.

https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2021.118661

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