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基于自然情境情绪刺激的神经响应一致性:fMRI跨被试相关分析揭示效价特异性脑区同步机制
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月22日 来源:Brain and Cognition 2.2
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本研究针对自然情境下情绪加工的神经同步机制这一前沿问题,采用功能磁共振成像(fMRI)结合跨被试相关分析(ISC)技术,通过分析17名受试观看《神探夏洛克》时的脑活动数据与125名独立受试的情绪评分,首次系统揭示了正负效价(valence)场景分别诱发vmPFC(腹内侧前额叶皮层)、双侧STG(颞上回)等脑区的特异性神经同步模式,为理解真实情境中情感共享的神经基础提供了新范式。
当17个大脑同步为夏洛克流泪:自然情境下的情感神经密码
在实验室里让受试者观看恐怖图片或聆听悲伤音乐的传统情绪研究,始终面临一个根本性质疑:这些人工设计的片段,真能反映我们日常追剧时那种跌宕起伏的情感体验吗?这种"生态效度困境"长期困扰着情感神经科学领域。更棘手的是,传统fMRI分析面对长达数十分钟的自然视频时,就像用显微镜观察星空——既捕捉不到连续的情绪波动,又难以区分哪些脑区活动是真正源于情感共鸣而非单纯感官刺激。
正是这些挑战,促使韩国全北国立大学心理学系的研究团队另辟蹊径。他们让从未看过《神探夏洛克》的受试者直接在MRI扫描仪里观看完整剧集,同时结合大规模独立评分数据,开创性地运用跨被试相关分析(Intersubject Correlation Analysis, ISC)解码情感神经同步的时空密码。这项发表在《Brain and Cognition》的研究发现:当夏洛克说出"Brainy is the new sexy"这类积极场景时,人类大脑的"情感共鸣网络"会像交响乐团般精准合奏——腹内侧前额叶皮层(vmPFC)如同首席小提琴手引领着双侧额上回(SFG)、左侧后扣带回(PCC)的同步激活;而当剧情转向凶杀现场时,双侧颞上回(STG)和颞中回(MTG)则成为负面情绪传导的"神经中继站"。
关键技术方法
研究重新分析了Chen等(2017)的fMRI数据集,17名健康受试在3T Siemens Skyra扫描仪上观看《神探夏洛克》首集(分23/25分钟两段扫描),同步采集T2*加权EPI序列(TR=2s)。情绪评分来自Kim等(2020)研究的125名独立受试,采用7点Likert量表以相同时间分辨率记录效价变化。通过ISC计算全脑体素水平的BOLD信号跨被试相关性,并与效价评分进行相关分析,采用FDR校正(p<0.001)。验证性分析采用多维标度法(MDS)可视化显著ROI的情绪表征模式。
研究结果
正效价场景的神经签名
当剧中出现幽默或温馨情节时,vmPFC与双侧SFG中央部展现出显著的ISC-效价正相关(rISC-valence=0.077),这些区域被认为整合情境信息生成积极情感体验。左侧PCC(r=0.06)与丘脑内侧枕核的同步激活,提示情景记忆系统参与正性情绪维持。
负效价场景的神经编码
凶案等负面情节特异地激活双侧STG/MTG(rISC-valence=0.05),这些听觉联合皮层可能通过解码语音语调中的威胁信息驱动共情。右侧前扣带回(ACC)的同步活动(r=0.049)则可能反映冲突监控机制。
情绪表征核心枢纽
左侧额下回(IFG)与右侧SFG构成"情绪表征双通路":IFG通过语义理解转化情境意义,而SFG可能参与情绪状态的跨模态保持,二者ISC同步强度与效价波动高度耦合。
理论突破与实践启示
这项研究首次在自然观看情境中证实了效价处理的神经双通路模型:正性情绪更多依赖vmPFC主导的整合评估系统,而负性情绪依赖STG/MTG的感官驱动系统。方法学上,通过ISC突破传统GLM(General Linear Model)的"个体分析-组平均"范式,直接捕捉群体神经共鸣信号,为社交媒体时代的集体情感研究提供新工具。临床层面,发现丘脑枕核在情绪同步中的关键作用,为开发双相情感障碍的神经反馈疗法指明新靶点。正如研究者所言:"当我们在黑暗影院里同步落泪时,这些精确同步的脑区,才是真正的情感连接器。"
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