在合作任务中大脑是如何同步的

人类是群居动物。但是是什么导致他们这样呢?为了充分理解大脑是如何产生社会行为的，我们需要在社会交往中研究它。此外，我们不仅需要分析一个大脑在社会活动中的内部运作，还需要分析参与同一活动的多个大脑之间的动态相互作用。这个新兴的研究领域被称为“第二人称神经科学”，它采用超扫描(同时记录多个大脑的活动)作为标志性技术。

最早的超扫描研究使用功能性近红外光谱来分析参与实验控制的运动任务的参与者之间的大脑同步。然而，这些任务并不是很自然的，从这些任务中产生的大脑同步可能只是同时运动的结果。

相比之下，最近的超扫描研究在共享任务中采用了更自然和自由的设置，允许非结构化的交流和创造性的目标。虽然这产生了更有趣的结果，但需要更大的努力从视频片段中提取特定的社会行为，并将它们与特定的大脑同步模式联系起来。反过来，这限制了对短期社会互动的分析，这代表了可能的人类社会行为的一小部分。

现在，由日本庆应义塾大学的Yasuyo Minagawa领导的一个研究小组已经为这个问题找到了一个优雅的解决方案。在他们的论文中发表在Neurophotonics，研究小组提出了一种新颖的方法，他们使用计算机视觉技术在一个自然的双参与者实验任务中自动提取社会行为(或“事件”)。接下来，他们使用与事件相关的广义线性模型来确定哪些社会行为可能与特定类型的神经元同步有关，包括大脑之间和每个参与者的大脑内部。

每对参与者(总共39对)都参与了一项自然、合作和创造性的任务:在电脑游戏中设计和布置一个数字房间。他们可以自由交流，创造一个双方都满意的房间。当研究人员试图比较在个人和合作任务中脑内同步(WBSs)和脑内同步(bbs)时，参与者也单独完成了相同的任务。研究小组在任务中关注的社会行为是目光注视，也就是说，参与者是否把目光投向对方的脸。他们使用开源软件自动从视频片段中提取这种行为，这使得数据分析更加容易。

该研究最有趣的发现之一是，在合作游戏过程中，在上颞区和中颞区以及右半球前额叶皮层的特定部位存在强烈的BBS，而相比之下，WBS则很少。此外，当其中一个参与者抬起目光看向另一个参与者时，BBS同步是最强的。有趣的是，在个人游戏中，情况正好相反，在同一区域显示出WBS的增加。

根据Minagawa的说法，这些结果与我们的大脑在某些社会互动中作为“二合一系统”工作的观点一致。她解释说:“当参与者合作完成任务时，一个大脑中的神经元群与另一个大脑中的相似神经元群同时被激活，就好像两个大脑作为一个单一的系统一起工作，以创造性地解决问题。”“这些现象与‘我们模式’的概念是一致的，在这种模式下，相互作用的主体以一种集体的方式分享他们的思想，并通过加速获取对方的认知来促进互动。”

总的来说，这项研究提供的证据表明，当情况需要时，人类大脑具有理解并与他人同步的非凡能力。Minagawa对所使用的实验策略寄予厚望，并设想在不同类型的任务中对其他类型的社会线索和行为进行进一步研究。“在未来的分析中，我们可以将我们的方法应用于更详细的社会行为，比如面部表情和语言交流。我们的分析方法可以为互动社会神经科学的未来研究提供见解和途径，”她总结道。当然，还需要能够有效记录和处理更复杂社会行为的新技术。

当然还有很多工作要做，计算机视觉和统计模型等技术的巧妙应用可以更好地理解我们的大脑在社会活动中是如何运作的。

参考[8]徐敏，王晓明，王晓明，等。无目标合作创造过程中大脑同步行为的研究:基于事件相关广义线性模型的分析。一组。2023; 10(1): 013511。doi:10.1117/1. nph.10.1.013511

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