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群体内神经同步与前额叶皮层在群体间冲突中的作用

期刊:Nature NeuroscienceDOI:10.1038/s41593-020-0630-x

这篇文档属于类型a,是一篇关于群体神经同步与群际攻击行为关系的原创性研究。以下是详细的学术报告:


作者及发表信息

本研究由Jiaxin Yang(第一作者)、Hejing ZhangJun NiCarsten K. W. De DreuYina Ma(通讯作者)合作完成,作者单位包括北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室、荷兰莱顿大学心理学研究所、阿姆斯特丹大学实验经济学与政治决策研究中心。研究于2020年6月发表在Nature Neuroscience(卷23,页754–760),标题为《Within-group neural synchronization in the prefrontal cortex associates with intergroup conflict》。


学术背景

研究领域:社会认知神经科学、群体行为与神经机制。
研究动机:群体行为(herding)既能为个体提供安全性和集体目标实现的优势(如蚁群协作、鸟群导航),也可能导致“去个体化”和对外群体的非理性攻击(如政治暴乱)。早期社会学家Le Bon和Mead提出,群体中个体的责任感和批判性思维会减弱,但其神经机制尚不明确。
科学问题:群体内神经同步(group-level neural synchronization, GNS)是否与群际攻击行为相关?尤其是右背外侧前额叶皮层(right dorsolateral prefrontal cortex, rDLPFC)和右颞顶联合区(right temporoparietal junction, rTPJ)的神经活动如何调控群际冲突?
研究目标:通过功能近红外光谱技术(functional near-infrared spectroscopy, fNIRS)测量群体内神经同步,探究其与群际攻击行为的关系,并分析群体内 bonding(如仪式化认同)对神经同步和行为的影响。


研究流程与方法

1. 实验设计与参与者

  • 样本:546名健康参与者(252名男性),分为91组三人小组(攻击组A vs. 防御组D),每组进行24轮群际竞争游戏。
  • 分组与操纵
    • 群体内 bonding:47组通过穿同色背心、4分钟小组聊天强化群体认同;
    • 对照组:44组无背心,聊天仅涉及学业话题。
  • 行为任务
    • 群际竞争游戏:攻击组A成员贡献资源(x)提升群体攻击力(CA),防御组D贡献资源(y)提升防御力(CD)。若CA > CD,攻击组夺取防御组剩余资源;反之双方保留资源。
    • 后续行为测试:包括群际独裁者游戏(intergroup dictator game, IDG)和群体成员好感度评分。

2. 神经数据采集与分析

  • 技术:使用双套52通道fNIRS系统同步记录攻击组和防御组的脑活动,聚焦rDLPFC(冲动抑制与策略决策)和rTPJ(心理理论与群体共识)。
  • 神经同步计算
    • 通过小波相干分析(wavelet transform coherence)量化三人大脑氧合血红蛋白(oxy-Hb)信号的时间-频率同步性,生成GNS指标。
    • 伪群体对照:随机组合非互动个体的数据,排除环境与任务相似性的干扰。
  • 数据分析
    • 行为层面:ANOVA分析贡献值、群体内行为协调(GDC)及群际歧视;
    • 神经层面:比较bonding与角色(攻击/防御)对GNS的影响,并关联GNS与攻击行为。

主要结果

1. 行为结果

  • 群体内 bonding显著增加攻击组的资源贡献(F₁,₈₉=4.133, p=0.045)和群体内行为协调(F₁,₈₉=4.517, p=0.036)。
  • 防御组的贡献高于攻击组(F₁,₈₉=279.194, p=3.48×10⁻²⁹),且失败后防御贡献增加(F₁,₈₇=77.894, p=1.02×10⁻¹³)。
  • 群际歧视:bonding后对内群体捐赠更多(F₁,₈₉=32.786, p=1.37×10⁻⁷),且对内群体好感度更高(F₁,₈₉=12.625, p=6.11×10⁻⁴)。

2. 神经同步结果

  • rDLPFC与rTPJ的GNS在决策阶段显著高于等待阶段,且受bonding×角色交互作用调控(rDLPFC通道8:F₁,₈₄=10.765, p=0.002;rTPJ通道13:F₁,₈₄=11.597, p=1.02×10⁻³)。
    • 攻击组:bonding显著提升GNS(rDLPFC通道11:t₈₄=3.448, p=8.86×10⁻⁴);
    • 防御组:无bonding时GNS更高(rDLPFC通道8:t₄₂=3.106, p=0.003)。
  • GNS与攻击行为正相关(rDLPFC通道8:r=0.375, p=3.7×10⁻⁴),而防御组中GNS与贡献负相关(r=−0.226, p=0.036)。

3. 神经活动与功能连接

  • rDLPFC活动降低:bonding减少rDLPFC激活(F₁,₈₄=4.151, p=0.045),且低激活预测下一轮更高贡献(β=−0.051, p=0.004)。
  • rDLPFC-rTPJ功能连接增强:bonding提升两脑区间的协同(F₁,₈₄=9.035, p=0.003)。

结论与意义

科学价值
1. 神经机制:首次揭示rDLPFC的神经同步是群际攻击的潜在生物标志,支持“群体心智”假说——群体内 bonding通过降低前额叶抑制功能,促发冲动性攻击。
2. 理论拓展:融合社会学(去个体化)与神经科学(GNS),为群体极端行为(如战争、暴乱)提供跨学科解释框架。
3. 应用启示:对群体极化、网络暴力等现实问题提出干预靶点(如调节rDLPFC活动)。

亮点
- 方法创新:首次将fNIRS超扫描技术应用于多人群体互动,开发伪群体对照验证GNS特异性。
- 发现新颖性:揭示攻击与防御行为的神经分化(rDLPFC同步性相反关联),挑战传统群际冲突的单一神经模型。

局限与展望:需进一步验证GNS在自然群体(如军队、球迷)中的普适性,并探索其他脑区(如杏仁核)的作用。


(报告字数:约1800字)

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