使用fNIRS超掃描技術(shù)探討社會交互中的腦間連接

研究目的：

使用NIRS神經(jīng)影像測量儀器，結(jié)合超掃描技術(shù)探討社會互動中的人類腦功能連接情況。

實驗方法：

合作任務(wù)：當(dāng)屏幕上出現(xiàn)綠色點后，被試需要按下反應(yīng)鍵，這時兩位被試的反應(yīng)時在實驗設(shè)置的一定閾值內(nèi)，兩位被試都會獲得分?jǐn)?shù)；反之則都不獲得分?jǐn)?shù)；

競爭任務(wù)：當(dāng)屏幕上出現(xiàn)綠點后，先按下按鍵的被試獲得分?jǐn)?shù)，屏幕上對應(yīng)位置顯示“+”，而后按下按鍵的被試無獎勵，屏幕上對應(yīng)位置顯示“—”。

單人任務(wù)1：此任務(wù)與競爭任務(wù)相似，但僅一名參與者做出響應(yīng)，而另一名參與者則觀察屏幕。在執(zhí)行此任務(wù)之前，指示被試1看到綠色圓圈時盡快做出響應(yīng)，被試2被動觀看屏幕。反饋屏幕顯示被試1的分?jǐn)?shù)。

圖1

單人任務(wù)2：這與單人任務(wù)1相同，但是在此任務(wù)中，被試2進(jìn)行了響應(yīng)，而被試1則進(jìn)行被動觀察。

采集每位被試大腦前額葉影像數(shù)據(jù)，在前額葉交替放置8個發(fā)射器和7個檢測器，總共15個探頭，從而形成22個測量通道。采樣頻率為10Hz。

圖2

實驗結(jié)果：

1、合作過程中額上皮層的一致性增加；

2、行為數(shù)據(jù)結(jié)果無法解釋一致性的提高；

3、通過練習(xí)第二輪試次展示出大腦間一致性增加的結(jié)果。

圖3  

A被試在競爭任務(wù)中的反應(yīng)時差小于在合作任務(wù)中的反應(yīng)時差。B組間T檢驗顯示，在合作任務(wù)中，一致性顯著提高。C四個任務(wù)的額上皮層相關(guān)性振幅。

實驗結(jié)論：

在這項研究中采用近紅外腦成像超掃描技術(shù)，通過同時對兩個被試的大腦激活狀態(tài)進(jìn)行考察。研究者發(fā)現(xiàn)在合作任務(wù)期間被試大腦上額葉皮層激活模式一致性顯著增加，而在競爭任務(wù)中沒有顯著增加，這與被試的反應(yīng)時并不一致。在合作任務(wù)中大腦激活一致性的增加伴隨著合作效率的提高。

參考文獻(xiàn)：

Cui, X. , Bryant, D. M. , & Reiss, A. L. . (2012). Nirs-based hyperscanning reveals increased interpersonal coherence in superior frontal cortex during cooperation. Neuroimage, 59(3), 2430-2437.