社会关系调节触觉同步性的fNIRS超扫描数据集：揭示亲密关系对情绪缓冲的神经机制

《Scientific Data》：An fNIRS hyperscanning dataset on the modulation of synchrony by social relationship during social touch

本研究针对社会关系如何调节触觉的情绪缓冲作用这一科学问题，通过fNIRS超扫描技术记录了47对女性dyads（朋友/陌生人）在触觉与非触觉条件下共同观看情绪图片时的脑活动。研究发现人际触摸通过增强前额叶脑间同步性（IBS）缓解负面情绪体验，首次提供了社会关系调控触觉效应的神经动力学开放数据集，为社交情感支持的脑机制研究提供了重要资源。

　　

当我们感到压力或情绪低落时，来自朋友或亲人的一个拥抱、一次握手，往往能带来莫大的安慰。这种通过身体接触提供的社会支持，是人类社交互动中不可或缺的组成部分。然而，为什么同样的触摸行为，来自亲密的人会带来舒适感，而来自陌生人却可能引起不适？这背后涉及社会关系如何调节触觉情绪效应的复杂神经机制，一直是社交神经科学领域亟待解答的问题。

传统神经影像技术如功能磁共振成像（fMRI）由于需要被试单独躺在扫描仪内，难以研究真实互动场景中两个大脑之间的动态耦合。近年来兴起的功能性近红外光谱（fNIRS）超扫描技术为解决这一瓶颈提供了可能。该技术具有较高的运动耐受性和生态效度，特别适合研究自然情境下的社会互动。尽管超扫描技术为社交神经科学带来了革命性方法，但目前仍缺乏专门用于研究社会关系如何调节触觉情绪缓冲效应的开放数据集。

为了解决这一重要问题，河南大学的研究团队在《Scientific Data》上发表了题为“社会关系调节触觉同步性的fNIRS超扫描数据集”的研究。该研究通过fNIRS超扫描技术，记录了47对女性dyads（24对朋友、23对陌生人）在触觉与非触觉条件下共同观看情绪图片时的脑活动，并结合丰富的行为问卷数据，首次提供了系统研究社会关系调控触觉神经机制的多模态开放资源。

研究的关键技术方法包括：使用NIRScout 32x32设备采集前额叶皮层（PFC）的脑活动数据，采用2（触觉：握手vs.无接触）×2（图片类型：负面vs.中性）×2（关系：朋友vs.陌生人）的混合实验设计，通过MNE-Python进行数据预处理（包括运动伪影校正、带通滤波等），并利用功率谱密度分析进行技术验证。研究对象为94名女性大学生，朋友dyads需相识至少6个月且互认为最亲密五位朋友之一。

实验设计与数据采集

研究采用严格的实验控制，所有dyads在并排就座、面对独立屏幕的条件下完成实验，避免视觉或语言交流。在触觉条件中，参与者被要求持续轻握对方左手，实验人员实时监控确保操作一致性。情绪刺激材料选自国际情感图片系统（IAPS），包含80张负面和80张中性图片，通过MATLAB 2020呈现。每个试次包括2秒注视点、2秒图片呈现和自定步调的情感评分（效价和唤醒度）。整个fNIRS采集过程约40分钟，包含8个试次块，采用ABBAABA的伪随机顺序平衡情绪刺激的影响。

数据预处理与质量验证

数据预处理流程包括：将原始光强度转换为光密度，使用头皮耦合指数（SCI）评估数据质量，应用时间导数分布修复（TDDR）去除运动伪影，通过Beer-Lambert定律计算氧合血红蛋白（HbO）和脱氧血红蛋白（HbR）浓度，使用0.01-0.2 Hz带通滤波器去除低频噪声和生理伪影。技术验证显示，预处理后的信号功率谱密度（PSD）中低频漂移和高频噪声得到有效衰减，证实了数据的高信噪比特性。基于先验功率分析，47对dyads的样本量提供了足够的统计检验力（1-β=0.95）检测中等效应量（f=0.25）。

多模态数据内容

该数据集包含三个主要部分：原始和预处理的fNIRS数据（按实验时序分为block1无触觉、block2触觉、block3任务后静息态）；试次水平的情感评分（效价和唤醒度）；丰富的问卷数据，包括人际反应指数量表（IRI-C）、罗森伯格自尊量表（RSES）、自评抑郁量表（SDS）、自评焦虑量表（SAS）、正性负性情绪量表（PANAS）、友谊质量量表（FQS，仅朋友组）和大五人格量表（BFI-60）等。数据采用匿名编号，以“1/2”开头表示朋友dyads，“3/4”开头表示陌生人dyads，所有数据在开放科学框架（OSF）公开共享。

技术验证与初步发现

通过功率谱密度分析验证了预处理流程的有效性，显示生理噪声和低频漂移得到显著抑制。初步验证分析证实，人际触摸显著缓冲了负面情绪体验，表现为触觉条件下对负面刺激的唤醒度评分降低、效价评分升高。同时，前额叶脑间同步性（IBS）在触觉条件下显著增强，中介分析表明IBS部分中介了触摸对情绪唤醒度的缓解作用。这些效应在朋友和陌生人dyads中均稳定存在，支持了测量的一致性。

该研究的创新价值在于首次提供了专门用于研究社会关系调控触觉神经机制的fNIRS超扫描数据集，使研究人员能够直接检验脑间同步性是否是社会关系影响触觉效果的关键神经机制。通过结合多模态行为数据和神经活动记录，为理解社交支持的神经基础提供了独特资源。数据集的高质量验证和丰富内容，为后续研究如多水平人际耦合建模、跨脑连接性分析和情感状态预测等提供了坚实基础。

这项研究不仅深化了我们对社会触觉神经机制的理解，也为开发基于触觉的社会支持干预措施提供了科学依据。未来研究可在此基础上进一步探索不同社会关系类型、性别差异以及临床人群中的神经动力学特征，推动社交神经科学向更自然、更互动的方向发展。