陳卓,劉志遠,鄭麗,寧瑞鵬*,郭秀艷2,*
社會困境是指個人利益和群體利益之間存在沖突的情景[1],漁業(yè)過度捕撈、過度依賴汽車而導(dǎo)致溫室氣體的累積,都是常見的社會困境。社會困境中的決策實質(zhì)是對合作和背叛兩個選項的抉擇[2],具體而言,個人利益的最大化會導(dǎo)致集體利益的損害,這即為背叛行為;相反,對集體利益的選擇會損失個人利益,這是合作行為。研究表明,決策受到很多因素影響,包括個人價值取向、物理環(huán)境等因素[3]。人作為社會性動物,在生活中會產(chǎn)生與他人的交互,在此交互過程中則不可避免受到他人的影響,社會評價就是影響的方式之一。社會評價威脅是一種負性社會評價,它指的是關(guān)于品格、學(xué)術(shù)能力、社交技能或人際關(guān)系的負反饋[4]。前人研究發(fā)現(xiàn),社會威脅會對個體產(chǎn)生消極影響,人們受到威脅時會采取一些策略來降低或消除消極影響[5],采取合適的行為去平衡獎賞的獲得與威脅的避免[6]。由此推測,社會評價威脅可能會對社會困境中的決策行為尤其是合作行為產(chǎn)生影響。
個體在決策中為了做出適當(dāng)?shù)倪x擇,會對選擇進行基于獎賞價值的評估[7-8]。研究發(fā)現(xiàn),眶額葉皮層(orbitofrontal cortex,OFC)與紋狀體(striatum)都參與到了決策過程的價值評估[9]。OFC能夠?qū)斎氲拇碳みM行價值編碼,結(jié)合已有信息,對預(yù)期獎賞進行價值評估,從而指導(dǎo)未來的行為[10-11]。紋狀體不僅參與對已獲得獎賞的加工,還能對未來獎賞有預(yù)測作用[8,12]。研究發(fā)現(xiàn),社會困境中,盡管合作行為不是個體經(jīng)濟利益最大化的方式,但合作行為會帶來比背叛更高的OFC和紋狀體的激活[13-14],此外,在對合作和背叛兩個行為的情緒評分上看,選擇合作的高興程度比背叛更高[15]。這些發(fā)現(xiàn)都被認為合作行為本身是一種獎賞的有力證據(jù),社會困境中選擇合作可能是因為比起背叛所帶來的經(jīng)濟利益,合作行為的獎賞價值更高。由以上研究可知,在神經(jīng)層面上,OFC和紋狀體都參與了決策過程的獎賞價值評估,且與獎賞價值大小有關(guān)。
對于社會評價威脅條件下社會困境中的決策行為,OFC和紋狀體是如何參與其中,與行為有何聯(lián)系,目前仍缺乏深入研究。已有研究表明,大腦靜息狀態(tài)下的活動對人的心理、行為都有重要的預(yù)測作用[16-17]。靜息態(tài)磁共振功能成像[18](resting-state functional magnetic resonance imaging,RS-fMRI)常用于研究大腦靜息狀態(tài)時的特征。局部一致性(regional homogeneity,ReHo)和低頻振幅(amplitude of low-frequency fluctuation,ALFF)是描述RS-fMRI信號的重要指標(biāo)。其中,ReHo可以反映大腦自發(fā)活動的同步性[19],而ALFF可以反映出大腦神經(jīng)元自發(fā)活動的強弱[20],因此,兩者均可用于表示大腦靜息狀態(tài)時的局部特征,這些局部特征能夠用來探究個體在行為上產(chǎn)生差異的神經(jīng)機制。本研究采用社會困境研究中常用的囚徒困境任務(wù)(prisoner's dilemma,PD),探討個體靜息狀態(tài)下OFC和紋狀體的活動情況(ReHo和ALFF)與人們在遭受社會評價威脅后的合作行為有何聯(lián)系。
本研究共計60名健康的右利手受試者(平均年齡22.9歲,標(biāo)準(zhǔn)差2.17,范圍為18~30歲,男22名,女38名)自愿參與。受試者被隨機分為威脅組(平均年齡22.8歲,標(biāo)準(zhǔn)差1.97,范圍為19~26歲,男11名,女19名)和非威脅組(平均年齡22.9歲,標(biāo)準(zhǔn)差2.38,范圍為19~30歲,男11名,女19名)。所有受試者均為某大學(xué)的在校學(xué)生,視力或矯正視力正常,無任何精神疾病或精神系統(tǒng)疾病史。研究發(fā)現(xiàn),大多數(shù)人具有積極的自我觀念,因此自尊水平的分布偏高,低自尊的人很少。低自尊或抑郁的人遇到威脅后的反應(yīng)與大多數(shù)人遇到威脅后的反應(yīng)不一致,除此之外,為了避免社會評價威脅對低自尊或嚴重抑郁傾向的人造成不良影響,受試者的羅申伯格自尊量表得分需高于25,貝克抑郁量表得分需低于25。所有受試者在實驗前都被告知了實驗流程以及相關(guān)注意事項,并簽署了知情同意書。本研究已通過華東師范大學(xué)倫理委員會審查批準(zhǔn)。
實驗任務(wù)由磁共振掃描和行為實驗組成。所有受試者需先進行磁共振掃描,再完成行為任務(wù),以避免行為任務(wù)對靜息態(tài)掃描造成影響。
行為任務(wù)改編自PD任務(wù)。在經(jīng)典的PD任務(wù)中,共有甲乙兩名參與者,參與雙方均有合作和背叛兩個選擇,因而可能形成四種結(jié)果:雙方均合作、雙方均背叛、甲方合作乙方背叛、甲方背叛乙方合作。這四種結(jié)果給甲方帶來的收益大小順序如下:甲方背叛乙方合作>雙方均合作>雙方均背叛>甲方合作乙方背叛[14]。本實驗在此基礎(chǔ)上,加入社會評價威脅這一變量。在進行PD任務(wù)前,受試者會先接受社會評價,再進行PD任務(wù)。
行為實驗分2 d進行。在第一天,征得受試者同意后,會讓受試者提供一張本人照片,并告知受試者,陌生人將對此照片中的人進行喜愛程度的評價,評價結(jié)果會在實驗當(dāng)天反饋給受試者。實驗第二天,受試者需填寫羅森伯格自尊量表和貝克抑郁量表,確認羅申伯格自尊量表得分高于25,貝克抑郁量表得分低于25后,受試者會被告知以下信息:(1)他們會參與一項任務(wù),任務(wù)中他們會遇到來自同一學(xué)校的30~50名不同的陌生搭檔。(2)在每輪實驗任務(wù)中,他們會看到選擇界面,需要在該界面選擇該次任務(wù)中是合作還是背叛,選擇完成后,系統(tǒng)會呈現(xiàn)雙方共同選擇的結(jié)果,每輪任務(wù)的搭檔均不同。(3)這些搭檔在當(dāng)天并未來到實驗室,但已經(jīng)提前采集好他們在任務(wù)中的選擇。(4)他們及搭檔的報酬是由雙方共同選擇的結(jié)果決定。具體來說,受試者所獲報酬分為兩部分,一部分是50元的基礎(chǔ)費用,另一部分是在任務(wù)結(jié)果中隨機抽取5%的結(jié)果相加而成。(5)陌生人對受試者做出的評價已經(jīng)收集完成。該評價的內(nèi)容是讓陌生人判斷照片中的人是否友善,是否喜歡該人,是否愿意與其成為朋友,如果喜歡且愿意,選擇“喜歡”,若不喜歡或不愿意與其成為朋友,則選擇“不喜歡”。(6)陌生人的評價在他們完成任務(wù)過程中分三次反饋,每次均是系統(tǒng)從總評價中隨機抽取10名評價呈現(xiàn)。(7)在該評價反饋中,他們并不是只能被評價的被動者,實驗結(jié)束后,他們也有機會對別人進行評價。(8)對他們進行評價的人與對他們進行任務(wù)的人并不是同一批人。
事實上,這些搭檔在PD任務(wù)中的選擇以及評價結(jié)果都是提前設(shè)置好的。受試者在來到實驗室后,被隨機分為威脅組和非威脅組。威脅組收到的三次評價反饋中,出現(xiàn)“喜歡”的人數(shù)分別為4、3、2;非威脅組收到的三次評價反饋中,出現(xiàn)“不喜歡”的人數(shù)分別為10、10、9。本研究采用混合設(shè)計,分為三個組塊。在一個組塊中,受試者會先看到2 s系統(tǒng)正在抽取評價的提示,然后會呈現(xiàn)4 s評價反饋界面。評價以餅圖方式呈現(xiàn),餅圖中綠色和紅色的扇形面積大小分別代表評價中“是”和“否”的個數(shù)在10個評價中所占比例大小,并顯示對應(yīng)的人數(shù)。餅圖上方是十個評價人的照片,照片選自中國情緒面孔圖片庫。接下來受試者需要完成PD任務(wù)。在PD任務(wù)決策過程中,受試者要在6 s內(nèi)決定是否與搭檔合作(右手食指按“1”代表“合作”,右手中指按“2”代表“背叛”),選擇完成后受試者的選擇結(jié)果會變成紅色。最后4 s的結(jié)果界面會向受試者呈現(xiàn)雙方最終的選擇結(jié)果。決策界面和結(jié)果界面之間插入了1.5~2.5 s的空白間隔,兩次PD任務(wù)之間有2~5 s的空白間隔,組塊之間有4 s的空白間隔。每個組塊包含14次PD任務(wù),總計42次PD任務(wù)。PD任務(wù)中搭檔的選擇結(jié)果隨機排列,在受試者內(nèi)做了平衡,三個組塊的順序也是隨機排列,在受試者間做了平衡(圖1)。
為避免評價反饋界面呈現(xiàn)的陌生人照片對PD決策過程產(chǎn)生影響,PD決策界面中,42名搭檔以名字縮寫的方式呈現(xiàn)(如“Chen Hong”縮寫為“Chen H”)。受試者會練習(xí)6次PD任務(wù)(搭檔選擇“合作”和“背叛”的各為三次),以此來熟悉PD任務(wù)的界面和流程,再完成正式的行為任務(wù)。
實驗結(jié)束后,受試者需要以開放式問答形式寫下對實驗流程尤其是反饋評價的看法。
本研究利用西門子3.0 T磁共振成像系統(tǒng)(Magnetom Trio TIM,Siemens, Erlangen,Germany)采集腦數(shù)據(jù)。磁共振掃描分為高清結(jié)構(gòu)像和RS-fMRI掃描。首先采用多平面重建序列(multiplanar reconstruction sequence,MPR)得到高清結(jié)構(gòu)像,該序列參數(shù)如下:TR 2530 ms,TE 2.34 ms,掃描層數(shù)192,層厚1 mm,F(xiàn)OV 256 mm×256 mm,矩陣=256×256。然后采用平面回波序列(gradient echo-planar imaging,EPI)進行RS-fMRI掃描,該序列參數(shù)如下:TR 2000 ms,TE 30 ms,掃描層數(shù)33,層厚4 mm,F(xiàn)OV 192 mm×192 mm,矩陣64×64??倰呙钑r間為14 min 16 s。受試者在掃描全程,需要保持頭不動、閉眼、清醒、不做任何思考的狀態(tài)。
圖1 實驗任務(wù)共包含三個組塊。上圖為一次組塊的流程示意圖Fig. 1 The experiment task consists of three blocks and the figure above is the process of one block.
本研究采集的RS-fMRI數(shù)據(jù)利用了DPABI(a toolbox for data processing & analysis for brain imaging; http://rfmri.org/dpabi)軟件工具包進行預(yù)處理和ReHo、ALFF分析。
為了消除剛開始儀器不穩(wěn)定對圖像掃描的影響,在預(yù)處理之前需刪除前10個時間點的數(shù)據(jù)。預(yù)處理過程如下:(1)時間層校正:降低因獲取每層時間點不同所造成的差異;(2)頭動校正:以掃描的第一幀圖像為準(zhǔn),將每一幀圖像與該圖像對齊,剔除在任意方向上平動超過2 mm或轉(zhuǎn)動超過2°的數(shù)據(jù);(3)配準(zhǔn):將掃描獲得的高清結(jié)構(gòu)像配準(zhǔn)到上一步產(chǎn)生的平均EPI圖像;(4)分割:將已配準(zhǔn)的高清結(jié)構(gòu)像分割,并將分割得到的灰質(zhì)、白質(zhì)和腦脊液標(biāo)準(zhǔn)化到MNI空間;(5)空間標(biāo)準(zhǔn)化:由之前分析得到的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù),對EPI圖像空間進行標(biāo)準(zhǔn)化,重采樣體素為3 mm×3 mm×3 mm;(6)濾波:利用濾波器(0.01~0.08 Hz)降低噪聲帶來的影響;(7)去協(xié)變量:去除頭動、白質(zhì)、腦脊液等協(xié)變量帶來的影響。
ReHo分析過程如下:(1)計算每個體素與它周圍的26個體素的ReHo值,這里以27個體素作為一個團塊進行計算,得到每個體素的ReHo統(tǒng)計圖;(2)用每個體素的ReHo值除以全腦的平均ReHo值,再對ReHo圖進行費舍爾Z轉(zhuǎn)換以標(biāo)準(zhǔn)化;(3)將標(biāo)準(zhǔn)化后的ReHo圖進行高斯平滑(6 mm×6 mm×6 mm)。
ALFF分析過程如下:對預(yù)處理后的圖像平滑,將0.01~0.1 Hz下信號的功率譜進行開方并計算平均值得到ALFF的值。
回歸分析采用SPM8 (www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/software/spm8)軟件包進行。將受試者年齡、性別作為協(xié)變量,通過回歸分析將全腦ReHo值、ALFF值分別與合作率進行相關(guān)性分析。當(dāng)腦區(qū)激活水平在體素水平(voxel level)滿足閾限P<0.005(未校正)及簇水平P<0.05 (family-wise error,F(xiàn)WE校正)時,認為該腦區(qū)的激活顯著。
在數(shù)據(jù)分析中,有11名受試者數(shù)據(jù)被排除。其中,6名受試者未能完成行為任務(wù),2名受試者在實驗后的描述中,對實驗中的評價反饋產(chǎn)生懷疑,3名受試者在靜息態(tài)掃描中頭動超過2 mm或2°。本研究共計49名受試者的數(shù)據(jù)有效(平均年齡22.9歲,標(biāo)準(zhǔn)差2.18,范圍為18~30歲),其中威脅組24名(平均年齡22.7歲,標(biāo)準(zhǔn)差1.92,范圍為18~26歲),非威脅組25名(平均年齡23.1歲,標(biāo)準(zhǔn)差2.42,范圍為19~30歲)。
受試者的自尊量表和抑郁量表得分表明,兩組受試者在自尊水平[t(47)=1.87,P>0.05]和抑郁傾向[t(47)=0.34,P>0.05]上無顯著差異。
對兩組受試者的合作率進行2(評價威脅:威脅、非威脅)×3(組塊:第一個組塊、第二個組塊、第三個組塊)重復(fù)測量方差分析(圖2)。方差分析結(jié)果表明組塊主效應(yīng)顯著[F(2,94)=26.42,P<0.001,偏η2=0.36],事后檢驗(Bonferroni校正)表明,第二(0.48±0.03)、三(0.44±0.03)兩個組塊的合作率與第一個組塊(0.61±0.02)的合作率均有顯著差異(P<0.0 0 1)。威脅組(0.47±0.16)和非威脅組(0.54±0.15)的評價威脅主效應(yīng)不顯著(P>0.05)。條件和組塊的交互作用顯著[F(2,94)=4.40,P<0.01,偏η2=0.09],事后檢驗表明,威脅組的組塊效應(yīng)顯著[F(2,69)=10.13,P<0.001],進一步分析表明(Bonferroni校正),第一、二個組塊合作率差異顯著(PS<0.01),第一、三個組塊合作率差異顯著(PS<0.001),第二、三個組塊合作率差異不顯著(PS>0.05);非威脅組的組塊效應(yīng)不顯著(PS>0.05)。另一個方向的簡單效應(yīng)分析表明,威脅組和非威脅組的合作率在第一個組塊、第二個組塊差異不顯著(P>0.05),在第三個組塊差異顯著[F(47)=-2.30,P<0.05]。
綜上可看出,威脅組和非威脅組在第一個組塊時合作率并無差異,但威脅組隨著威脅次數(shù)的增多,合作率從第二個組塊開始顯著下降,威脅組和非威脅組的合作率在第三個組塊差異顯著。
表1 威脅組ReHo值及ALFF值與總合作率呈顯著相關(guān)的腦區(qū)Tab.1 Brain regions whose ReHo and ALFF values negatively correlated with the total cooperation rates of the threat group
表2 威脅組ReHo值與ALFF值與第三個組塊合作率顯著相關(guān)的腦區(qū)Tab. 2 Brain regions whose ReHo and ALFF values negatively correlated with the cooperation
圖2 兩組受試者在不同組塊的合作率(*表示P<0.05;**表示P<0.01;***表示P<0.001)Fig. 2 The cooperation rates of the two groups in different blocks.*indicates P<0.05, **indicates P<0.01, ***indicates P<0.001.
數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),在威脅條件下,右側(cè)OFC的ReHo值和ALFF值均與總合作率呈負相關(guān)(圖3,表1),與第一、二個組塊的合作率無相關(guān),與第三個組塊的合作率呈負相關(guān)(圖4,表2)。進一步,抽取威脅組右側(cè)OFC的平均ReHo值和ALFF值,用這該區(qū)域的ReHo值和ALFF值分別與合作率做散點圖(圖3B,圖4B)。
圖3 A:ReHo值與ALFF值均與總合作率呈顯著相關(guān)的腦區(qū):右側(cè)OFC;B:威脅組右側(cè)OFC的平均ReHo值和平均ALFF值與總合作率的散點圖,每一個點代表一個受試者的數(shù)據(jù) 圖4 A:ALFF值與總合作率呈顯著相關(guān)的腦區(qū):紋狀體;B:威脅組紋狀體ALFF值與合作率的散點圖,每一個點代表一個受試者的數(shù)據(jù) 圖5 A:ReHo值與ALFF值均與第三組塊合作率呈顯著相關(guān)的腦區(qū):右側(cè)OFC;B:威脅組右側(cè)OFC的平均ReHo值和平均ALFF值與第三組塊合作率的散點圖,每一個點代表一個受試者的數(shù)據(jù) 圖6 A:ALFF值與第三組塊合作率呈顯著相關(guān)的腦區(qū):紋狀體;B:威脅組紋狀體ALFF值與合作率的散點圖,每一個點代表一個受試者的數(shù)據(jù)Fig. 3 A: Brain regions of the threat group, right OFC, which exhibited significant correlations between the ReHo values and the total rates of cooperation,the ALFF values and the total rates of cooperation. B: Each scatter plot showed the correlations between ReHo values and the total rates of cooperation,ALFF values and the total rates of cooperation, in the corresponding region of the threat group. Each dot represented the data from one participant.Fig. 4 A: Brain regions of the threat group, bilateral striatum, which exhibited significant correlations between the ALFF values and the total rates of cooperation. B: Each scatter plot showed the correlations between ALFF values and the total rates of cooperation, in the corresponding region of the threat group. Each dot represented the data from one participant. Fig. 5 A: Brain regions of the threat group, right OFC, which exhibited significant correlations between the ReHo values and the cooperation rates of the third block, the ALFF values and the cooperation rates of the third block. B: Each scatter plot showed the correlations between ReHo values and the total rates of cooperation, ALFF values and the total rates of cooperation, in the corresponding region of the threat group. Each dot represented the data from one participant. Fig. 6 A: Brain regions of the threat group, striatum, which exhibited significant correlations between the ALFF values and the cooperation rates of the third block. B: Each scatter plot showed the correlations between ALFF values and the cooperation rates of the third block, in the corresponding region of the threat group. Each dot represented the data from one participant.
在威脅條件下,紋狀體的ALFF值與總合作率呈負相關(guān)(圖5,表1),與第一、二個組塊的合作率無相關(guān),也與第三個組塊的合作率呈負相關(guān)(圖6,表2)。進一步,抽取紋狀體的ALFF值,用該區(qū)域的ALFF值與合作率做散點圖(圖5B,圖6B)。
在非威脅條件下,未發(fā)現(xiàn)與合作率有顯著相關(guān)腦區(qū)。
本研究利用基于RS-fMRI的ReHo和ALFF的方法,從個體層面上探討了OFC和紋狀體的活動情況與受到社會評價威脅后社會困境中決策行為的聯(lián)系。行為結(jié)果表明,受到社會評價威脅后的個體,在社會困境中的合作行為與未受到社會評價威脅的不同,且這種不同隨著威脅次數(shù)增加會表現(xiàn)得更顯著;未受社會評價威脅的個體在社會困境中的合作行為變化差異不顯著。RS-fMRI的結(jié)果表明,在受到社會評價威脅后,個體在社會困境中的決策行為存在差異,該差異與腦區(qū)的局部特征值相關(guān)。其中,右側(cè)眶額葉的ReHo值和ALFF值與合作率呈負相關(guān),紋狀體的ALFF值與合作率呈負相關(guān)。在非威脅條件下未發(fā)現(xiàn)與合作率呈顯著相關(guān)的腦區(qū)。
用全腦ReHo值和ALFF值與合作率做相關(guān)分析后發(fā)現(xiàn),威脅組右側(cè)OFC的ReHo值和ALFF值與總合作率以及第三個組塊的合作率呈負相關(guān)。說明右側(cè)OFC的ReHo值和ALFF值越高,受到威脅后在社會困境中的總合作率越低,受到多次威脅后在囚徒困境中的合作率越低,即更易背叛。以往對于決策的研究發(fā)現(xiàn),在決策行為中,OFC能夠?qū)Πㄊ澄?、金錢刺激的獎賞進行價值編碼[21],對該決策中的價值信息進行整合和評估,進而指導(dǎo)未來的行為[22]。因此,OFC的ReHo值和ALFF值越高的個體,在受到社會評價威脅后,可能對價值評估更敏感,在社會困境中選擇時,會將人際關(guān)系中的損失轉(zhuǎn)移為對物質(zhì)獎賞的追求,使背叛行為的獎賞價值高于合作行為,從而導(dǎo)致合作率明顯下降。
此外,威脅組紋狀體的ALFF值與受到威脅后任務(wù)中的總合作率、第三個組塊的合作率呈負相關(guān)。說明紋狀體的ALFF值越高,受到威脅后在社會困境中的總合作率越低,受到多次威脅后在社會困境中的合作率越低,即更易背叛。以往研究發(fā)現(xiàn),紋狀體在獎賞過程中有關(guān)鍵作用[23],金錢獎賞和抽象獎賞都經(jīng)過紋狀體處理[24-25],潛在金錢獎賞越高,紋狀體激活越大,預(yù)期獲得金錢越多,紋狀體激活越大[26]。因此,紋狀體ALFF值越高的個體,可能對獎賞的期待越高,在受到社會評價威脅后,人際關(guān)系的損失使合作行為的獎賞價值在決策中不占優(yōu)勢,而物質(zhì)獎賞的價值升高,使其對金錢的渴求度更高,從而更愿意選擇背叛。
由此可知,右側(cè)OFC和紋狀體的ReHo值和ALFF值與社會評價威脅后在社會困境中的決策行為有關(guān),但兩者具體是如何調(diào)節(jié)決策行為,二者在此過程中是否有聯(lián)系,本研究目前分析的結(jié)果尚無法得到,這一點可以在未來的分析研究中,進一步探討。
結(jié)論:本研究利用RS-fMRI的ReHo和ALFF的方法,在全腦水平上,探究了靜息狀態(tài)下的個體差異,以及該差異是否與遭受社會評價威脅后,人們在社會困境中的決策行為有關(guān)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),相比于非威脅組,威脅組在接受多次社會評價威脅后,在社會困境中的合作率顯著下降。右側(cè)OFC的ReHo值和ALFF值,紋狀體的ALFF值與威脅狀態(tài)時社會困境中的總合作率以及多次威脅后的合作率呈負相關(guān)。以上結(jié)果表明,右側(cè)OFC的ReHo值和ALFF值,紋狀體的ALFF值與社會評價威脅累積后在社會困境中的決策行為有關(guān),且似乎可以預(yù)測該決策行為的變化。
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