罗思阳课题组：催产素能系统与种族内群体共情偏好的神经活动交响曲

文化 2024-10-07 18:58 广东

由罗思阳老师带领的中山大学社会文化与情感神经科学实验室（SCAN Lab）近日在《 Neuropharmacology》发表题为“The Oxytocinergic System and Racial Ingroup Bias in Empathic Neural Activity“的研究论文，介绍介绍催产素受体基因与鼻喷催产素如何调节共情内群体偏好的神经网络活动。文章共同第一作者为博士生段琴和硕士生范乐怡，共同通讯作者为中山大学罗思阳副教授和北京大学韩世辉教授。罗思阳课题组近年已围绕社会疼痛与疼痛共情发表论文18篇，根据Expertscape全球学者排名，连续多年入选共情领域全球前0.5%。

1、研究背景

“人心有所亲疏，情感亦有厚薄。”这句古语深刻揭示了人类在面对不同群体时的天然情感偏好。关于疼痛共情的研究揭示了种族内群体共情偏好（Racial ingroup bias in empathy, RIBE）的存在，即个体对同种族成员的共情反应相较于异种族成员更为强烈。同时，这种效应还延展到了疼痛共情的神经活动，比如内侧前额叶皮层（MPFC）、颞顶联合区（TPJ）、前脑岛（AI）、前扣带皮层（ACC）和辅助运动区（SMA）等脑区的激活（i.e., Luo et al., 2015; Luo et al., 2019）。

随着研究的深入，越来越多的研究开始关注催产素（Oxytocin, OT）与催产素受体基因（Oxytocin receptor gene, OXTR）对种族内群体共情偏好相关神经活动的作用。研究发现，鼻喷催产素能显著增加对同种族（而非异种族）面孔疼痛表情的共情神经反应（Sheng et al., 2013）。同时，对同种族和异种族的疼痛共情神经活动在催产素受体基因rs53576位点的两种等位基因变体间（A/A和G/G基因型）存在差异：G/G基因型个体在对同种族个体疼痛共情时，前扣带皮层和辅助运动区的活动强于异种族模型；A/A基因型个体在对同种族个体疼痛共情时，伏隔核激活，但在对同种族个体疼痛共情时则无此反应（Luo et al., 2015）。然而，催产素能系统如何影响参与种族内群体共情偏好的大脑区域之间的动态连接，以及这种影响对现实社会中人际互动的作用仍不清楚。

以往研究发现，共情相关神经活动与社交功能紧密相关，如情感性观点采择和心理理论，这些都是决定人际交往中决策策略的关键因素。具体而言，疼痛共情时内侧前额叶和前脑岛的激活增强与亲社会行为增加相关，而伏隔核激活则与利他倾向减少相关，因为它放大了奖励的权重。先前研究表明，这些特定脑区的神经活动与社交互动中的报复意图和互惠意图相关。此外，以往研究发现，催产素对信任的影响受到个体对他人可信度判断的影响，而可信度又会影响共情。由此可见，种族内群体共情偏好相关神经活动可能与互惠意图和报复意图相关，且可能受到人际信任的调节。

2、研究方法

为了探究以上问题与假设，本研究采用了疼痛共情任务（Luo et al., 2014; Luo et al., 2015; Luo et al., 2019）和功能磁共振成像（fMRI）技术，共收集了120名健康男性被试的神经影像数据与行为数据。其中，A/A基因型个体64名，G/G基因型个体56名，两种基因型个体被平均随机分配到催产素组和安慰剂组。整个实验流程是标准的双盲实验流程。被试在接受鼻喷试剂40分钟后，进入到磁共振扫描仪完成疼痛共情任务，任务完成后结束扫描。然后，被试需要回答两个与报复和互惠意图相关的主观问题。最后，被试需要完成人际信任问卷（Hochreich and Rotter, 1970）和人际反应指针问卷（Davis, 2018）。

3、研究结果

全脑分析发现，疼痛共情会激活多个脑区，包括双侧前脑岛、双侧中额叶回、右侧杏仁核、左侧枕叶皮层、双侧颞顶联合区、右侧上颞沟、前扣带回/辅助运动区、右侧腹内侧前额叶皮层（VMPFC）和双侧纹状体。进一步对比分析发现，接受了不同试剂处理（催产素 VS 安慰剂）的不同基因型的被试（A/A VS G/G）在对同种族和异种族进行疼痛共情时呈现出相似的大脑激活模式，但不同条件下的激活强度有所不同（如图1所示）。

图1. 不同条件下的全脑激活

为了对比参与疼痛共情加工的重要脑区（前扣带回、双侧脑岛和伏隔核）在不同基因型的被试（A/A VS G/G）接受了不同试剂处理（催产素 VS 安慰剂）后对同种族和异种族进行疼痛共情时的激活差异，进行了ROI分析。分析结果发现，前扣带回和双侧脑岛激活中存在显著的疼痛×种族×基因型三重交互作用。简单效应分析发现：在G/G基因型组中，相比于对异种族疼痛共情，对同种族疼痛共情时前扣带回和双侧脑岛激活更强；而在A/A基因型组中则没有这种差异。这结果表明，种族内群体共情偏好相关的神经活动存在基因型差异。同时，结果发现左侧前脑岛激活中存在显著的疼痛×种族×试剂处理三重交互作用。简单效应分析表明：在A/A基因型组中，催产素组左侧前脑岛疼痛共情的激活减弱，而在G/G基因型组中则没有。这表明在A/A基因型个体中，与共情相关的左侧前脑岛活动对催产素更为敏感。

图2. ROI分析结果

随后，采用动态因果模型（Dynamic causal modeling, DCM）分析来探索种族内群体共情偏好对前扣带回，双侧脑岛和伏隔核之间有效连接的调节作用。分析发现，脑区间有效连接的最佳模型是种族内群体共情偏好只调节了从双侧前脑岛指向前扣带回的有向连接（如图3A所示）。并且，种族内群体共情偏好对RAI-to-ACC连接具有激活作用，对LAI-to-ACC连接具有抑制作用。此外，对种族内群体共情偏好对功能连接的调节作用进行进一步的分析发现：对LAI-to-ACC的调节作用存在边缘显著的基因型×试剂处理×人际信任三重交互作用，对RAI-to-ACC的调节作用存在显著的基因型×试剂处理×人际信任三重交互作用。简单斜率检验发现，催产素降低了人际信任水平较高的G/G组中种族内群体共情偏好对LAI-to-ACC和RAI-to-ACC的调节作用（如图3B所示）。这表明基因型和人际信任都会调节催产素对种族内群体共情偏好对大脑动态神经活动调节作用的影响。

图 3. DCM分析结果

为了探究种族内群体共情偏好对大脑动态神经活动调节作用对人际社会互动的影响，我们进行了回归分析。回归分析结果发现，种族内群体共情偏好对LAI-to-ACC的调节作用与人际信任之间的相互作用能够预测个体的报复意图（如图4A所示）。具体而言，在低人际信任组中观察到种族内群体共情偏好对LAI-to-ACC的调节作用与报复意图之间呈显著的正相关，但在高人际信任组中没有观察到。同样，种族内群体共情偏好对RAI-to-ACC的调节作用也得到了类似的结果（如图4B所示）。然而，种族内群体共情偏好对大脑动态神经活动调节作用对互惠意图却没有相似的预测能力（图4C, D）。这些结果强调了种族内群体共情偏好对大脑动态神经活动调节作用，就其对人类互动中报复意图的影响而言，是有条件的。只有当个体处于低水平的人际信任时，调节效应才会增加，导致报复意图增加。

图4. 种族内群体共情偏好对大脑动态神经活动调节作用的回归分析结果

总的来说，本研究揭示了种族内群体共情偏好对大脑动态神经活动调节作用和催产素能系统的调节作用。研究结果表明，催产素对疼痛共情神经活动的作用具有基因型特异性。G/G基因型个体进行疼痛共情时，前扣带回和前脑岛激活增强，而催产素调节了基因型个体疼痛共情时左侧前脑岛的激活。催产素能系统对种族内群体共情偏好对前脑岛和前扣带回有向连接调节作用的影响是显而易见的，特别是在人际信任度高的G/G基因型个体中。在低人际信任水平个体中，种族内群体共情偏好背后的神经动力学与报复意图相关。这些结果强调了催产素能系统在种族内群体共情偏好相关神经活动中的重要性及其对社会功能的影响，突出了人际信任在其相关神经动力学中的适度作用以及社会互动意图的预测作用。

参考文献

Duan, Q., Fan, L., Zhou, Y., Luo, S., & Han, S. (2024). The Oxytocinergic System and Racial Ingroup Bias in Empathic Neural Activity. Neuropharmacology, 110151. https://doi.org/10.1016/j.neuropharm.2024.110151

作者 | 段琴

图文编辑 | 不晓心读写

审核 | 神经的罗贝尔博士

神经的罗贝尔博士

社会文化与神经科学实验室（Socio-Cultural and Affective Neuroscience Lab）

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