中科院心理研究所近期科研信息概览

百科   2024-11-20 22:00   湖北  

来源 | 中国科学院心理研究所官网


01

心理所研究揭示百度未来搜索指数可预测中国地区发展水平

作者:饶俪琳研究组 许岳培


“人无远虑必有近忧”,思考未来、规划未来是人类赖以生存的能力之一。心理学中常以未来取向(future orientation)来衡量个体关注未来、偏好未来的程度。许多研究已表明,未来取向能促进个体的自我管理、长期规划、延迟满足等诸多未来导向行为(Johnson et al., 2014; Strathman et al., 1994)。


不同于以往利用心理量表测量未来取向的方法,Preis等人于2012年提出了一种基于互联网大数据的新兴测量方式:即基于未来搜索指数(future orientation index, FOI),利用搜索未来年份(如:2025年)和过去年份(如:2023年)的比值来衡量未来取向,并发现未来搜索指数与各国的人均GDP呈显著正相关(r = .78)。该方法不依赖于被试的主观报告,能够经济、快捷地获取不同地区的未来取向水平,引发了诸多媒体报道及多项后续实证研究。


可重复性(replicability)是近年来心理学研究的重要议题。从可重复性的角度看,原研究采用的未来搜索指数依赖于谷歌趋势(Google Trends),这导致其在部分国家(如中国、韩国、俄罗斯等)中代表性欠佳。近十余年来,互联网搜索引擎的发展日新月异,且不同国家/文化下的搜索趋势也具有较强的异质性,因此亟需对未来搜索指数(尤其是基于本土化搜索引擎)的可重复性和有效性进行系统检验。


最近,中国科学院行为科学重点实验室梁竹苑副研究员开展了一项研究,从跨时程(2012-2021)、跨平台(谷歌/百度)、跨测量水平(跨国别/国家内/个体)的角度全面考察了以搜索指数衡量未来取向的可重复性及适用范围。


研究基于中国本土搜索引擎(百度)及谷歌搜索,分别计算了我国各省近十年(2012-2021)以来的未来搜索指数(对后一年的搜索指数 / 对前一年的搜索指数)。随后,检验两类未来搜索指数与各省人均GDP、人类发展指数(Human Development Index, HDI)之间的相关。最后,基于两套公开数据集,检验了未来搜索指数与个体层面的未来取向相关变量(即,耐心/时间折扣)之间的关系。


研究结果成功重复了未来搜索指数与地区发展水平之间的强相关:与人均GDP的相关系数达r = .719–.860, ps < .001;与人类发展指数的相关系数达r = .635–.867, ps < .001。重要的是,与谷歌未来搜索指数相比,基中国本土搜索引擎的百度未来搜索指数能更好地捕捉我国各省份在地区发展水平上差异(如图1)。但未来搜索指数无法预测个体层面的平均耐心(β = −.038, p = .402)或时间折扣(β = −.192, p = .821)水平。


图1. A)百度(蓝色)和谷歌(棕色)未来搜索指数对比(以2019年为例);B / D)百度未来搜索指数与中国各省份人均GDP/城市发展水平的关系;C / E)谷歌未来搜索指数与中国各省份人均GDP/城市发展水平的关系。

该研究基于中国本土搜索引擎,成功重复了未来搜索指数与地区发展水平之间的关系,为研究我国不同地区未来取向中的差异提供了便捷易得的测量工具,并提出了使用未来搜索指数作为测量工具的重要先决条件:1)选取合适、本土的搜索引擎作为计算未来搜索指数的工具;2)未来搜索指数可用作衡量群体(如:国家、省份),而非个体层面未来取向水平的工具。


该研究获得了国家自然科学基金(72271230,71471171)和国家社会科学基金重大项目(19ZDA358)的资助。


文章已在线发表于Collabra: Psychology。心理所博士研究生许岳培为论文第一作者,心理所梁竹苑副研究员为通讯作者。


论文信息:

Xu, Y., Li, Y., & Liang, Z.-Y*. (2024). Seeking Forward, Looking Forward: A Replication and Generalization of the Future Orientation Index Utilizing Baidu Index. Collabra: Psychology, 10 (1). https://doi.org/10.1525/collabra.125146



02

心理所合作研究揭示灵长类情绪脑的起源及其功能发展

作者:蒋毅研究组


面部情感识别(facial emotion recognition)是人类重要的社交技能,这一能力让我们能够迅速而准确地识别他人的基本情感,例如快乐、恐惧等。这种社交能力在自闭症谱系障碍(ASD)等社会认知障碍中常常受到严重影响。尽管面部情感识别在社交互动中扮演着至关重要的角色,但其起源至今仍不明确。


为探讨这一能力的遗传性及其在灵长类动物大脑中的内在机制,近日,中国科学院心理研究所脑与认知科学国家重点实验室蒋毅团队联合中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所/深港脑科学创新研究院戴辑团队开展了一项合作研究,通过人类双生子设计,利用行为、功能核磁共振成像(fMRI),结合猕猴在体电生理记录,跨物种地研究了面部情绪感知的遗传性和神经基础,深化了对情绪感知双通道模型的理解,并阐明了灵长类情绪脑的起源及其功能发展。


遗传与环境的贡献


本研究采用经典的双生子设计,研究人类面部情感识别能力的遗传和环境影响(图1)。双生子分为同卵和异卵两类,分别具备100%和50%的基因相似度,因而是研究遗传作用的理想对象。在该实验中,研究人员让志愿者观察包含不同空间频率信息的情绪面孔,发现遗传因素调控面部情绪知觉中的低空间频率(LSF)加工,而高空间频率(HSF)加工则主要受环境影响(图2)。这一发现突出了遗传与环境在面部情感识别中的不同作用,提示LSF和HSF可能具有不同的处理机制。


图1研究的整体思路:基于双生子的行为、功能核磁共振成像实验以及基于猕猴的电生理实验。


图2:行为实验设计及基于双生子的行为实验结果。

LSF与HSF的区分


低空间频率(LSF)主要涉及面部情感的整体特征,而高空间频率(HSF)则关注细节和变化。该研究进一步通过fMRI发现,LSF的情感识别与杏仁核的功能具有遗传关联,而HSF则不存在这种关联。这表明LSF和HSF在面部情感识别中具有不同的神经基础,反映了它们在情感处理过程中的功能分工。通过对猕猴杏仁核进行在体的单细胞记录,该研究发现杏仁核存在加工LSF和HSF的不同神经元,进一步证实了LSF和HSF在面部情感感知中的区别(图3)。


图3:猕猴电生理实验


先天与后天的争议


这些研究结果提供了面部情感识别中LSF和HSF处理的遗传和神经证据,表明LSF的识别能力主要是通过进化获得,且受先天和遗传模块的调控,而HSF的能力则是在成长过程中通过学习获得。这一发现为长期以来“先天与后天”之争提供了新的视角,强调了面部情感识别能力的复杂性。


对自闭症谱系障碍的启示


本研究还揭示了LSF情感识别能力的遗传特性,这一发现为寻找社会认知障碍(如ASD)的内表型提供了重要线索。了解面部情感识别的遗传机制和神经基础,将有助于更深入地探讨这些障碍的成因和相关治疗方法。


综上所述,面部情感识别能力既受到遗传因素的影响,也受到环境的影响。LSF和HSF的处理机制在情感识别中有着明显的分工,遗传学和神经科学的结合为我们揭示了这一能力的复杂起源。这些发现不仅帮助我们理解人类社交行为的基础,还为研究和干预社会认知障碍提供了新的方向。未来的研究有望进一步揭示这一领域的更多奥秘,为改善和促进人际交往和社会适应能力提供有效的干预措施。


该研究获得了科技创新2030、国家自然科学基金委、广东省自然科学基金、中国科学院青促会、中国科学院跨学科创新团队、深圳市发改委等项目的资助,并受深港脑科学创新研究院支持。


文章已在线发表于National Science Review。心理所王莉研究员和先进院张波博士为论文共同第一作者,心理所蒋毅研究员和先进院戴辑研究员为论文共同通讯作者。心理所鲁溪芊助理研究员、王睿迪博士后、陈玉洁博士(已毕业)、周媛研究员做出重要贡献。


论文信息:

Li Wang#, Bo Zhang#, Xiqian Lu, Ruidi Wang, Jian Ma, Yujie Chen, Yuan Zhou, Ji Dai*, Yi Jiang*. “Genetic and Neuronal Basis for Facial Emotion Perception in Humans and Macaques”, National Science Review,https://doi.org/10.1093/nsr/nwae381





03

心理所合作研究揭示生物运动早期视觉加工中的跨物种神经机制

作者:蒋毅研究组 鲁溪芊


对人类和动物而言,从复杂的视觉环境中迅速检测其他生物体的运动是一项重要的视觉加工能力,这种能力有助于捕猎、躲避天敌和社会交互等多种生存行为。实验研究中通常采用一种被称为生物运动(biological motion)的简单光点动画来刻画人或动物的运动信息(图1a-b),从而有针对性地开展相关视觉加工机制研究。大部分脊椎动物均对生物运动信息有着很好的视觉加工能力,且该能力在包括人类在内的多个物种中均发现具有先天性。这意味着这一能力理应存在跨物种的神经基础。


中国科学院心理研究所蒋毅研究组和中国科学院生物物理研究所刘宁研究组、张朋研究组合作开展了一项创新性的跨物种研究,借助高场强(3T)和超高场强(7T)功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI)技术考察人类和猕猴的上丘(superior colliculus)在生物运动视觉加工中的作用。上丘是一个直接接收视网膜传入信号的脑核团,可进行早期视觉加工,它位于哺乳动物中脑,非哺乳动物则有其同源结构视顶盖。研究者记录了人和猕猴观看局部生物运动信息时上丘的反应,发现生物运动在人类和猕猴上丘均引起了比控制条件更强的神经激活(图1c-e)。


图1 (a-b)生物运动示意图;(c-d)人类上丘对生物运动的响应;(e)猕猴上丘对生物运动的响应

考虑到上丘由多层不同细胞构成,其中接收视网膜传入信号的是浅层细胞,研究者又进一步将人类上丘中采集的信号按照与表面的距离进行了细分,发现生物运动信息引起的特异性神经激活在上丘表层最强,而随着深度增加逐渐减弱直至消失(图2)。


图2 (a)人类上丘在7T影像中的分层示例;(b)人类上丘响应随分层变化结果


研究者进一步采用动态因果建模(dynamic causal modeling, DCM)方法考察人类上丘与大脑中其他加工生物运动信息的脑区之间的关系。分析结果揭示出一条生物运动信息视觉传输的功能连接通路,从上丘出发,经过中颞叶视觉区(middle temporal visual complex, MT+),直至后颞上沟(posterior superior temporal sulcus, pSTS;图3)。


图3 动态因果建模分析揭示生物运动视觉传输功能连接通路


综上所述,该研究发现了上丘加工生物运动信息的跨物种神经机制,表明在视觉加工的早期阶段就已经进行了生物运动加工。


该研究得到了科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目(2021ZD0203800、2021ZD0200200、2021ZD0204200)、国家自然科学基金(32430043、31830037)、中国科学院创新交叉团队(JCTD-2021-06)以及中央高校基本科研业务费专项资金资助的支持。


研究成果近期在线发表于Nature Communications。心理所助理研究员鲁溪芊、博士研究生胡召起(已毕业)和生物物理所博士后辛雨萌为论文共同第一作者,心理所蒋毅研究员和生物物理所刘宁研究员为论文共同通讯作者,生物物理所博士研究生杨天舒(已毕业)、心理所王莹青年特聘研究员、生物物理所张朋研究员为论文共同作者。


论文信息:

Lu, X., Hu, Z., Xin, Y. et al. Detecting biological motion signals in human and monkey superior colliculus: a subcortical-cortical pathway for biological motion perception. Nat Commun15, 9606 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-53968-x


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