中科院心理研究所近期科研信息概覽

三倉心理學界2019-07-06 20:05:23

薈萃心理學各領域新進展、新動態

來源 | 中國科學院心理研究所官網

01

—— 心理所研究揭示遺傳對公平直覺的神經基礎具有貢獻 ——

作者:  中國科學院行為科學重點實驗室 李紓研究組


人們常常會為了遵循和強化社會規範而剋制自利。公平規範就是這樣一種社會規範,並可以通過最後通牒博弈範式(ultimatum game, UG)在實驗室中進行研究。在該博弈中,當面對不公平方案時,迴應者要在自利動機與公平偏好之間進行權衡:選擇追求個人利益獲得金錢,或是犧牲個人利益懲罰不公平行為。研究已經重複發現,迴應者通常會拒絕不公平的分配方案。來自瑞典的一項研究發現,迴應者的這一拒絕行為受到遺傳因素影響。然而,目前還不清楚迴應者進行這種決策背後的神經基礎是否也受到遺傳因素影響。 


中國科學院行為科學重點實驗室李紓研究組的青年特聘研究員周媛及其合作者在以往的研究中(Zhou et al., 2014)已經發現,面對不公平分配方案時,前腦島、背側前扣帶、背外側前額葉和外側頂葉皮層等多個腦區會被激活。基於雙系統理論,這些腦區可被歸類為兩個不同的系統,即:前腦島、背側前扣帶等腦區屬於直覺系統,其激活反映的是對違反公平規範的快速評估;背外側前額葉和外側頂葉皮層等腦區屬於沉思系統,其激活與整合自我利益與公平準則,規範直覺系統並作出更靈活的決定有關。雙系統理論推測,沉思系統腦區的活動可能具有遺傳性。 


但研究者認為,沒有證據排除直覺系統的腦區不具有遺傳性,並且沉思系統腦區是否具有遺傳性也需要研究證實。因此,研究者開展了一項雙生子功能磁共振研究來探討遺傳和環境因素對最後通牒博弈中不公平誘發的迴應者腦活動的影響。該研究納入了62例純合子和48例雜合子被試(平均年齡19.32±1.38歲)來扮演迴應者的角色,在完成最後通牒任務的同時進行磁共振數據採集。基於研究組以往研究基礎(Zhou et al., 2014; Wang et al., 2014),該研究採用2(公平 vs. 不公平)×2(提議者:人 vs. 提議者:計算機)×2(錢數大 vs. 錢數小)的重複測量實驗設計,具體提議方案與任務流程如圖1所示: 

圖1.不同提議方案與UG任務流程 

 

研究發現,在行為學水平,遺傳對不公平提案的拒絕率具有中等程度的貢獻(24%-35%),且該遺傳作用獨立於分配金額大小及提議者類型。這與瑞士人羣中的問卷調查研究結果一致,但本研究將這一現象擴展到中國人羣中,並採用實驗室範式加以驗證。在影像學水平,採用基於體素的遺傳度分析方法,研究團隊發現遺傳因素對由不公平誘發的雙側前腦島的激活有中等程度的貢獻(平均遺傳率:左側37%,右側40%)(圖2)。該腦區的激活反映的正是對違背公平規範行為的直覺。而在與非直覺的、沉思過程相關的腦區中未發現遺傳因素的貢獻。 

 

圖2. 遺傳和環境因素對不公平誘發的腦激活程度的影響。 

(A) 遺傳對不公平誘發的腦激活程度的影響; 

(B)特異性環境因素對不公平誘發的腦激活程度的影響; 

(C) 遺傳度的後驗概率圖(PPM),僅顯示遺傳度後驗概率大於95%可信度的腦區。 

    

綜上所述,該研究發現迴應者的拒絕行為及其神經基礎均受遺傳因素影響。鑑於雙側前腦島在規範違背檢測中的作用,研究首次提供了證據,支持了與自動、啟發式的直覺過程相關的腦活動受到遺傳因素影響,這一研究結果有利於增進對拒絕不公平分配方案這種利他性懲罰行為背後生物基礎的理解,也提供了新的角度去理解利他性懲罰行為背後的動機。 

  

該研究受國家自然科學基金、中國國家基礎研究計劃、中國國家高技術研究發展計劃、中國科學院青年創新促進會、北京市科技新星項目的支持。研究成果已發表在Social Cognitive and Affective Neuroscience 

  

Yun Wang, Dang Zheng, Jie Chen, Li-Lin Rao, Shu Li, &Yuan; Zhou CA. (2019). Born for fairness: evidence of genetic contribution to a neural basis of fairness intuition. Social Cognitive and Affective Neuroscience, 539-548. doi: 10.1093/scan/nsz031 

  

相關研究成果如下: 

  

1)    Zhou, Y., Wang, Y., Rao, L. L., Yang, L. Q., & Li, S. * (2014). Money talks: neural substrate of modulation of fairness by monetary incentives. Frontiers in Behavioral Neuroscience, 8, 150. 

  

2)    Wang, Y., Zhou, Y.*, Li, S., Wang, P., Wu, G. W., & Liu, Z. N. (2014). Impaired social decision making in patients with major depressive disorder. BMC Psychiatry, 14(1), 18.



02

—— 虛構念想維度,不選表面“價”大而選潛在“值”大的選項——朝食物鏈頂端“多走一步”的決策 ——

作者:  院行為科學重點實驗室李紓研究組 鄭昱 沈絲楚 楊舒雯


The human superpower is really based on fiction/虛構故事造就了超人

  —— Yuval Noah Harari/尤瓦爾?赫拉利

 

面對生活中林林總總的決策選項,總有些人偏偏不安分、不在表徵選項的給定維度空間裏做“價值最大化”的選擇。這樣的例子比比皆是,譬如《三字經》中所言“融四歲,能讓梨”;又如意大利諺語:“與主人一起吃梨別選最好的”(He who eats pears with his master should not choose the best)。

  

中國科學院行為科學重點實驗室李紓研究組花費數年時間潛心研究這類偏愛“選小梨子”的行為。研究認為,有人之所以挑選“小梨子”,是因為這類人做決策時不安分地比常人“多走了一步”:即比常人多編織了一個虛構的念想維度來表徵給定的選項,在這個虛構的維度上給原選項多賦予了一種效用(值),進而這些人不選擇給定/表面維度上“價”(value)更大的選項,而選擇在虛構/潛在維度上“值”(worth)更大的選項。據此,李紓研究組提出了一種新的決策模型——基於“值”的選擇模型(worth-based choice)(參見圖1)。

圖1:選擇小梨子會得到更多的社會讚許(源自虛構想象)


為了探索基於“值”的選擇模型的真實性及其作用機制,李紓研究組進行了系列實驗。在實驗1中,被試需要在兩種酬勞(5元紅包vs.10元紅包)之間為自己和主試(學生主試vs. 教師主試)進行選擇。結果發現,不選表面“價”大選項的大有人在,大多數被試 (64.5%) 均主動選擇自己拿走5元紅包而把10元紅包留給主試(實驗1),這一結果表明,基於“值”的選擇是真實存在的。(參見表1)。

  

表1. 大多數被試偏將表面“價”大的10元紅包讓給他人

 

為了探究這種基於“值”的選擇的原因和過程,在實驗3中,實驗者讓被試寫下選擇表面“價”小選項的理由(實驗3a)、或寫下選擇表面“價”小選項的好處(實驗3b)。結果發現,人們選擇表面“價”小的選項的原因是其編織了新的表徵選項的維度,這種“虛構”維度所表徵的內容或來自未知/非現實的念想(如“迷信觀念”),或來自已知/現實的念想(如“友情”)。為進一步打開做出基於“值”的選擇的“黑匣子”,研究者有意檢驗基於“值”的選擇過程是否符合“齊當別”抉擇模型的預期(實驗4),結果表明,人們做出“值”的選擇是對“價”的維度和“值”的維度進行維度間差異比較,而當選項在“值”的維度差大於“價”的維度差時,人們會做出基於“值”的選擇(參見圖2)。

圖2:父母願買價格高(20元)的紅燈籠;幼兒願買價格低(10元)的藍燈籠


在實驗5中,實驗者構建了兩種情境來操縱選項間的非金錢維度差異,要求被試在每種情境下在相對更經濟但日期普通(?3,000/9.15)和相對更貴但日期吉利(?4,000/8.18)的選項之間選擇舉辦結婚喜宴或者朋友聚會,結果發現大多數成年人的選擇在結婚喜宴情境下違背“價值最大化”原則(73.9%被試選擇了在價格更高的日期舉辦);而在朋友聚會情境下則遵循“價值最大化”原則(88.0%的被試選擇了在價格更低的日期舉辦)(參見表3)。同時,大多數的被試(80.4%)表示在結婚喜宴情境下要考慮日期的差異,而在舉辦朋友聚會時則不需要考慮日期的差異。這説明,當選項在“自主生成的虛構維度”上的“值”減少時(當“結婚喜宴”變為“朋友聚會”情境,吉利日期所產生的潛在價值隨之減少),人們會做出基於“價”的選擇而不是基於“值”的選擇。這意味着:看不見的吉祥“值”是可以用看得見的金錢來衡量的。而已有研究也確實發現迷信觀念的神經基礎:基於吉祥的選擇比基於經濟的選擇在右側額葉中/上回(right middle/superior frontal gyrus)負激活程度更強。

  

表2.在結婚喜宴或者朋友聚會的情境下,被試對各選項(更高價格或更低價格)選擇的百分比人數

 

為進一步驗證這種“虛構故事能力”是否存在受社會化程度影響的“年齡效應”,在實驗2中,讓幼兒和其父母在相對便宜的燈籠顏色(藍色)或手機號碼(517)和相對貴的燈籠顏色(紅色)或手機號碼(518)之間進行選擇。在實驗6中,研究者設計了四種生活中常見的選擇情境(紅包回禮、就業選擇、手機選號、燈籠挑色),對普通在校大學生和老年大學的“大學生”進行了基於“值”選擇的比較。結果發現,大多數父母被試選擇了更貴的吉利數字(或顏色)選項(實驗2),但有趣的是,幼兒的選擇與其父母恰恰相反,他們都做出了遵循“價值最大化”的選擇,堅定地選擇表面“價”大的選項(包含實驗後獎勵巧克力時,幼兒大都選擇售價6元的大巧克力,而父母大都選擇售價3元的小巧克力,而將未被選中的另一巧克力留給他人)(參見表3);類似地,在這四種生活情境中,老年“大學生”均比年輕大學生更多選擇表面“價”小的選項,而更多選擇潛在“值”大的選項。這説明:所謂基於“值”的選擇或並不是人類天生就具有的“能力”,而是隨着年齡的增長,人們逐漸生成了虛擬故事的能力,更傾向於做出基於“值”的選擇。

 

表3.大多數家長(幼兒)選擇表面“價”小(大)的手機尾號、燈籠、巧克力

本研究首次提出了基於“值”的選擇這一新的決策模型並探究其作用機制。這些結果將有助於人們理解這種“多走一步”選擇的曼妙之處。

  

尤為值得注意的是,根據Yuval Noah Harari在《智人:人類的簡史》中提出的觀點:“虛構故事能力”,即傳達根本不存在的事物信息的能力,是人類有效進行大規模合作的關鍵,亦是通向食物鏈頂端的關鍵。虛構故事的能力造就了萬物之靈。本研究中提出的基於“值”的選擇實際上可以被視為一個“虛構編織”的過程:若無能力想象實際不存在的事物,想象不出“讓梨”(讓錢財)有利於“維繫合作”,決策者就無法自我編織一個額外的維度,也更無法將延遲效用(值)賦值給自我編織的維度。

  

Harari(2014年)提出了“虛構故事能力”的概念,着實令人興奮莫名,但礙於尚無操作定義,使其無法證偽。因此,研究者樂觀地認為,“能夠進一步編織一個虛擬維度,進而為虛擬維度上的選項賦予一個延遲的效用(值),從而做出本研究中描述的基於‘值’的選擇”抑或可以充當“虛構故事能力”的操作定義。

  

善於做出基於“值”的選擇的人,是比常人“多走了一步”的人,而能否邁出這一步則決定了人們是否能保持、鞏固人類處於食物鏈頂端的地位。

  

該研究部分受國家自然科學基金(No. 71761167001; 31471005; 71701114)、國家社科基金重大項目(18ZDA332; 17ZDA325)、國家社科基金重點項目(16AZD058)和教育部人文社科青年項目(14YJC630208)等的支持。研究論文的英文版已發表在Journal of Pacific Rim Psychology,中文版已發表在中國心理學預印本平台PsyChinaXiv.


論文信息:

  

Zheng, Y.#, Shen, S.-C. #, Xu, M.-X., Rao, L.-L.*, & Li, S.* (2019). Worth-based choice: Giving an offered smaller pear an even greater fictional value. Journal of Pacific Rim Psychology. Volume 13, e10. https://doi.org/ 10.1017/prp.2019.4

  

鄭昱, 沈絲楚, 許明星,饒儷琳, 李紓. 基於“值”的選擇:給小梨子賦予更大的虛構價值. [chinaXiv:201903.00231] DOI:10.1017/prp.2019.4


03

—— 心理所研究梳理空間導航的介觀神經表徵研究進展 ——

作者:  中國科學院心理健康重點實驗室 王亮研究組

空間導航(Spatial navigation)作為一種基本認知能力,對動物和人類的生存繁衍都至關重要。定位資源的位置、規劃覓食的路線等等都需要基本的空間信息加工能力[1]。空間導航行為異常是阿爾茨海默症早期主要行為症狀,參與空間導航的核心腦區(如內嗅皮層)在疾病早期會出現異常活動。因此,空間導航神經機制的研究可以加深對阿茲海默症致病機理的理解,增強人們對疾病的早期診斷和干預能力[2]。  

  

國內外研究者針對“空間導航的神經表徵”這個核心科學問題,在不同的神經活動尺度開展了大量研究,取得了豐碩的研究成果。在微觀尺度(microscopic scale)上,研究者以大鼠為模型,藉助體多通道電生理技術發現多種表徵空間信息的神經元,包括位置細胞、網格細胞、邊界細胞、頭朝向細胞以及目標矢量細胞等[1]。在宏觀尺度(macroscopic scale)上,研究者以人類被試為主,藉助功能磁共振成像技術(fMRI)和腦磁圖(MEG),揭示了參與空間導航加工的核心腦區,包括海馬、內嗅皮層和內側前額葉皮層。 

  

然而,在宏觀尺度和微觀尺度中間還存在着一條鴻溝:介觀尺度(mesoscopic scale)的大量神經元形成的集羣以及它們構成的神經網絡如何加工空間信息,研究者仍然知之甚少。2018年10月,中國科學院心理研究所王亮研究組與德國波鴻魯爾大學Nikolai Axmacher教授團隊藉助顱內腦電(Intracranial EEG)技術,揭示了空間導航任務中,內嗅皮層神經元集羣的神經振盪活動展現出類似網格細胞的特性[3]。同時,美國哥倫比亞大學Joshua Jacobs教授團隊在PNAS的論文也發現了類似的結果[4]。  

  

近日,王亮研究組與Nikolai Axmacher教授團隊、Joshua Jacobs教授團隊共同在Cell旗下的認知神經科學權威雜誌《Trends in Cognitive Sciences》在線發表了題為“Mesoscopic Neural Representations in Spatial Navigation”的綜述文章。文章系統性地梳理了近年來,空間導航領域介觀尺度神經表徵的研究進展,提出了多種理論建構下不同尺度下神經表徵之間的聯繫(圖 1),並討論了介觀尺度表徵在神經退行性疾病的診斷和治療上的臨牀應用。 

 

圖 1 空間導航的微觀,介觀和宏觀表徵

微觀尺度:大腦海馬和內嗅皮層中發現的網格細胞、邊界細胞和位置細胞。

宏觀尺度:內嗅皮層和海馬區的核磁信號表徵網格、邊界和位置信息。

介觀尺度:內嗅皮層和海馬區的theta神經振盪表徵網格、邊界以及位置信息。


文章首先指出目前空間導航研究領域,大部分工作都集中在微觀尺度的神經元表徵和宏觀尺度的腦區表徵。二者之間存在着大量空白亟待填補,其中最重要的就是介觀尺度的神經振盪表徵。文章詳細回顧了近幾年來在介觀尺度取得的研究進展,包括神經振盪對運動狀態、速度、時間和距離的表徵,還包括神經振盪對位置、環境邊界和網格的表徵。 

  

接着,文章探討了不同尺度表徵之間的關係。一方面詳細介紹了單細胞活動、局部場電位和核磁信號之間的關係;另一方面,提出了介觀尺度和宏觀尺度空間表徵信號之所以湧現的機制理論。一種理論認為,解剖上靠近的神經元編碼相鄰的空間位置,這種獨特的空間分佈模式可能體現在神經元集羣的活動之中,表現為神經振盪的增強或者減弱。另一種理論認為,在空間上某些特定方向上,神經元激活的強度和數量高於其他方向,這也能導致神經振盪的增強或者減弱。雖然有這樣那樣的不同,但這兩種理論均認為神經振盪是單細胞活動與大規模網絡活動之間重要聯結。 

  

最後,文章討論了不同尺度,特別是介觀尺度的空間表徵對於行為實驗和臨牀治療的意義。目前為止,阿爾茨海默症還無法醫治,尋找疾病的早期標記物,提早預防和干預迫在眉睫。與導航相關的神經振盪表徵指標將為阿爾茨海默症的診斷提供新的思路。文章指出,未來研究需要確認疾病對單細胞和神經振盪的影響是共同的,還是相互獨立的,這對藥物治療至關重要。 

  

該研究受中國科學院戰略性先導科技專項(B類)(XDB32010300)、國家自然科學基金委優秀青年基金(81422024)、北京市科委腦認知與腦醫學專項(Z171100000117014)和中國科學院交叉創新團隊項目(JCTD-2018-07)等資助。論文於5月23日在線發表於Cell旗下的《Trends in Cognitive Sciences》雜誌(影響因子15.6,五年影響因子22.8)。 


論文信息: 

  

Lukas Kunz et al. Mesoscopic Neural Representations in Spatial Navigation, Trends in Cognitive Sciences (2019). DOI: 10.1016/j.tics.2019.04.011 

    

相關閲讀: 


科學家藉助顱內腦電技術揭示人類低頻θ振盪攜帶網格細胞信息http://www.cas.cn/syky/201810/t20181019_4666770.shtml 


參考文獻: 

  

1.Moser, E.I. et al. (2017) Spatial representation in the hippocampal formation: a history. Nature Neuroscience 20, 1448–1464 

  

2.Coughlan, G. et al. (2018) Spatial navigation deficits — overlooked cognitive marker for preclinical Alzheimer disease? Nature Review Neurology 14, 496–506 

  

3.Chen, D. et al. (2018) Hexadirectional modulation of theta power in human entorhinal cortex during spatial navigation. Current Biology 28,3310–3315?  

  

4.Maidenbaum, S. et al. (2018) Grid-like hexadirectional modulation of human entorhinal theta oscillations. Proceedings of the National Academy of Sciences 115, 10798–10803

 

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