基于生物運(yùn)動(dòng)的社交焦慮者情緒加工與社會(huì)意圖理解負(fù)向偏差機(jī)制

摘" 要" 社交焦慮者在情緒加工和社會(huì)意圖理解方面均可能存在異常， 以負(fù)向認(rèn)知偏差為代表， 但目前尚缺乏針對(duì)社交焦慮的情緒與社會(huì)意圖理解共性機(jī)制的研究和臨床預(yù)測(cè)模型。本項(xiàng)目計(jì)劃綜合運(yùn)用行為實(shí)驗(yàn)、功能磁共振成像和計(jì)算建模， 基于情緒識(shí)別與社會(huì)意圖推理的生物運(yùn)動(dòng)范式， 并結(jié)合面部表情識(shí)別任務(wù)， 系統(tǒng)考察社交焦慮者在情緒加工和社會(huì)意圖加工中的負(fù)向認(rèn)知偏差機(jī)制， 并構(gòu)建社交焦慮癥狀的預(yù)測(cè)模型， 檢驗(yàn)精神疾病背后的多維數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)， 以及多維數(shù)據(jù)對(duì)社交焦慮臨床癥狀的客觀分類(lèi)和預(yù)測(cè)的作用。

關(guān)鍵詞" 情緒識(shí)別， 社交焦慮， 社會(huì)意圖理解， 生物運(yùn)動(dòng)， 腦影像， 認(rèn)知計(jì)算

分類(lèi)號(hào)" B849

1" 問(wèn)題提出

社交焦慮是一種普遍的焦慮障礙， 表現(xiàn)為患者對(duì)于社交行為及場(chǎng)合的極度害怕與回避， 不僅嚴(yán)重影響了患者的生活質(zhì)量， 同時(shí)為患者就醫(yī)和尋求治療帶來(lái)了極大的阻礙， 形成一個(gè)惡性循環(huán)（Burklund et al.， 2015; Stein amp; Stein， 2008）。社交焦慮已經(jīng)成為世界第三大心理健康問(wèn)題， 13%的人在一生中會(huì)被臨床診斷為社交焦慮癥， 長(zhǎng)期受其折磨; 即使未達(dá)到臨床水平， 幾乎所有人或多或少都有過(guò)社交焦慮的體驗(yàn)（King， 2022）。由于精神疾病的異質(zhì)性和共病性的特點(diǎn)， 傳統(tǒng)依賴(lài)DSM和ICD等基于主觀報(bào)告的臨床診斷方法存在誤診、漏診等局限性， 亟需研究來(lái)驗(yàn)證臨床癥狀背后的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制， 引領(lǐng)未來(lái)使用客觀的行為及腦活動(dòng)模式等指標(biāo)來(lái)診斷及預(yù)測(cè)精神疾病。社交焦慮具有高度的抑郁和焦慮障礙的共病性， 是解析精神疾病共病性和異質(zhì)性的有效切入點(diǎn)。此外， 與廣泛性焦慮障礙、驚恐障礙和其他特定恐懼癥不同， 社交焦慮同時(shí)兼具“具有明確應(yīng)激源”與“應(yīng)激過(guò)程與社會(huì)信息的認(rèn)知加工密切相關(guān)”兩個(gè)特征， 是探究精神疾病如何影響日常社會(huì)互動(dòng)認(rèn)知及生理機(jī)制的重要著力點(diǎn)。

社交焦慮與社會(huì)認(rèn)知的異常功能密不可分（Pozo et al.， 1991）。社會(huì)認(rèn)知（social cognition）是個(gè)體理解、思考他人， 根據(jù)環(huán)境中的社會(huì)信息（如面孔、體態(tài)、語(yǔ)言）形成對(duì)他人狀態(tài)推論的過(guò)程（Kennedy amp; Adolphs， 2012; Weightman et al.， 2014）。具體而言， 社會(huì)認(rèn)知包括個(gè)體對(duì)他人的心理狀態(tài)、行為動(dòng)機(jī)、意向等方面做出推測(cè)與判斷等過(guò)程。情緒加工和意圖推理兩者各有側(cè)重， 但同時(shí)密切相關(guān)， 均為社會(huì)認(rèn)知中的重要維度。情緒識(shí)別指?jìng)€(gè)體對(duì)于他人情緒狀態(tài)的解讀和判斷， 如判斷一個(gè)個(gè)體是愉快還是憤怒， 是在熱情歡呼還是憤怒吼叫。意圖推理則是指?jìng)€(gè)體對(duì)他人社會(huì)意圖和即將展開(kāi)的行為的推斷， 如判斷一個(gè)個(gè)體是在向自己招手， 或是準(zhǔn)備對(duì)準(zhǔn)自己的臉來(lái)一巴掌。所以， 情緒和意圖可以區(qū)分為在感受層面和行為層面的不同狀態(tài)， 兩者表現(xiàn)形式不盡相同， 但都可以在社會(huì)認(rèn)知加工中帶來(lái)威脅信號(hào)。

社交焦慮者在情緒加工和社會(huì)意圖推理方面均可能存在異常， 而現(xiàn)存的證據(jù)專(zhuān)注于研究單一領(lǐng)域及單一數(shù)據(jù)維度， 無(wú)法有效統(tǒng)合情緒加工和意圖推理兩個(gè)維度的共性機(jī)制， 也無(wú)法建立基于多模態(tài)數(shù)據(jù)的社交焦慮臨床預(yù)測(cè)模型。因此， 系統(tǒng)地考察社交焦慮者的情緒識(shí)別和意圖推理的負(fù)向認(rèn)知偏差的共性認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制， 對(duì)進(jìn)一步解析社交焦慮的病理學(xué)機(jī)制具有重要的理論意義。同時(shí)， 基于行為與腦成像數(shù)據(jù)， 構(gòu)建社交焦慮癥狀的預(yù)測(cè)模型， 并檢驗(yàn)精神疾病背后多數(shù)據(jù)維度之間的關(guān)聯(lián)， 以及社交焦慮與焦慮和抑郁障礙之間的共病性， 最終利用多維數(shù)據(jù)對(duì)于臨床癥狀的客觀分類(lèi)和預(yù)測(cè)的作用， 對(duì)推動(dòng)和建立社交焦慮的客觀診斷及預(yù)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

2" 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀述評(píng)

2.1" 社交焦慮的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制

社交焦慮障礙背后的認(rèn)知與情緒加工機(jī)制尚不明確， 可能存在多種異常因素， 但如圖1所示， 患者對(duì)于社會(huì)信息的負(fù)向認(rèn)知偏差是社交焦慮認(rèn)知與情緒加工機(jī)制的一種體現(xiàn)， 即在處理社會(huì)信息的過(guò)程中， 社交焦慮者傾向于產(chǎn)生負(fù)面的情緒感知和解釋偏向， 從而產(chǎn)生過(guò)度的恐懼反應(yīng)（如：Chen et al.， 2020; Liu et al.， 2017; van Bockstaele et al.， 2014）。例如， 一個(gè)社交焦慮者在和別人的交流過(guò)程中， 會(huì)更容易將別人不經(jīng)意做出的皺眉解釋成對(duì)自己的不滿(mǎn)。大量前人研究發(fā)現(xiàn)了社交焦慮者對(duì)于面部表情的負(fù)向認(rèn)知偏差（Claudino et al.， 2019; Montagne et al.， 2006; Mullins amp; Duke， 2004; Silvia et al.， 2006）。

前人研究也在腦成像實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證了社交焦慮者的負(fù)向認(rèn)知偏差。在情緒加工任務(wù)中， 社交焦慮與威脅恐懼情緒環(huán)路的異?；顒?dòng)有關(guān)， 主要涉及杏仁核、腦島、海馬旁回和內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)等腦區(qū)（Etkin amp; Wager， 2007; Freitas-Ferrari et al.， 2010; Hattingh et al.， 2013; Stein amp; Stein， 2008）。比如， Etkin和Wager （2007）的元分析總結(jié)， 社交焦慮背后存在著威脅?恐懼環(huán)路的活動(dòng)異常， 主要表現(xiàn)為雙側(cè)杏仁核和腦島在消極情緒反應(yīng)中出現(xiàn)顯著的過(guò)激活。其中， 杏仁核被普遍認(rèn)為參與恐懼條件下的情緒加工和喚起， 而與杏仁核存在內(nèi)在連接的腦島（Baur et al.， 2013）不僅參與多種情緒加工， 還涉及內(nèi)感受性加工（Craig， 2009）。此外， 恐懼情緒環(huán)路中分別負(fù)責(zé)情緒調(diào)控和情境感知的內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)和海馬旁回等區(qū)域的過(guò)激活也與社交焦慮顯著相關(guān)（Freitas-Ferrari et al.， 2010; Hattingh et al.， 2013）。

同時(shí)， 來(lái)自任務(wù)態(tài)和靜息態(tài)腦成像功能連接的研究證據(jù)表明， 社交焦慮也與加工社會(huì)信息的腦區(qū)異?；顒?dòng)有關(guān)。Gentili等人（2009， 2016）的研究發(fā)現(xiàn)， 在面孔識(shí)別任務(wù)中， 屬于默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的楔前葉、后扣帶回和顳上溝等腦區(qū)在社交焦慮組表現(xiàn)出更強(qiáng)的激活， 這些腦區(qū)也是心理理論系統(tǒng)的重要區(qū)域， 主要負(fù)責(zé)自我狀態(tài)感知、他人狀態(tài)推理以及社會(huì)意義加工等。在社會(huì)情境任務(wù)中， 社交焦慮者同樣在屬于默認(rèn)網(wǎng)絡(luò)的楔前葉和后扣帶回出現(xiàn)異常的激活（Nakao et al.， 2011）?；陟o息態(tài)功能連接的研究也發(fā)現(xiàn)， 相比于正常對(duì)照組， 社交焦慮者的左側(cè)楔前葉和內(nèi)側(cè)前額葉、右側(cè)顳下回等的功能連接強(qiáng)度顯著降低（Yuan et al.， 2018）。綜上所述， 如圖2所示， 社交焦慮者相比于正常對(duì)照， 不僅會(huì)在恐懼及情緒腦網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)任務(wù)特異性激活， 也在心理理論及社會(huì)認(rèn)知相關(guān)腦區(qū)表現(xiàn)出特異性大腦活動(dòng)（Brühl et al.， 2014）。然而目前， 還沒(méi)有研究證據(jù)有效地統(tǒng)合社交焦慮背后情緒與社會(huì)認(rèn)知腦網(wǎng)絡(luò)的共性機(jī)制， 即情緒加工與社會(huì)意圖理解如何相互影響。同時(shí)， 我們提出一個(gè)理論假設(shè)， 社交焦慮的負(fù)向認(rèn)知偏差， 可能基于雙通路實(shí)現(xiàn)。一條腹側(cè)情緒通路， 由視覺(jué)皮層通達(dá)邊緣系統(tǒng)， 產(chǎn)生負(fù)性情緒加工; 另一條背側(cè)社會(huì)意圖通路， 由視覺(jué)皮層抵達(dá)心理理論和運(yùn)動(dòng)的大腦網(wǎng)絡(luò)， 產(chǎn)生負(fù)性意圖推理。兩條通路最終匯合于前額葉， 得到對(duì)社會(huì)信息負(fù)向的認(rèn)知偏向。

2.2" 社交焦慮與生物運(yùn)動(dòng)

使用生物運(yùn)動(dòng)范式有助于推動(dòng)社交焦慮背后情緒加工和社會(huì)意圖加工的共性機(jī)制研究。在日常社會(huì)信息的表達(dá)中， 面部表情體現(xiàn)了重要的情緒信息。而相比于面孔， 人體生物運(yùn)動(dòng)（biological motion）不僅蘊(yùn)含豐富的情緒信息， 同時(shí)也體現(xiàn)出重要且豐富的社會(huì)意圖信號(hào)。一種經(jīng)典的研究方法是將身體運(yùn)動(dòng)以光點(diǎn)形式呈現(xiàn)（point-light display， Johansson， 1973）。對(duì)于光點(diǎn)形式呈現(xiàn)的生物運(yùn)動(dòng)刺激， 人類(lèi)無(wú)需任何學(xué)習(xí)， 就可以快速地從中提取多樣的社會(huì)信息， 如身份、情緒、性別、因果關(guān)系等社會(huì)信息（Cutting amp; Kozlowski， 1977; Dittrich et al.， 1996; Peng et al.， 2017， 2020; Peng， Lu， amp; Johnson， 2021; Pollick et al.， 2001; Thurman amp; Lu， 2014， 2016; Troje， 2002; Tsang， 2018）。前期研究發(fā)現(xiàn)， 生物運(yùn)動(dòng)的特異性加工與多個(gè)精神疾病相關(guān)， 如孤獨(dú)癥（van Boxtel et al.， 2017）和精神分裂癥（Keane et al.， 2018）。雖然有間接的證據(jù)發(fā)現(xiàn)， 社交焦慮者相對(duì)于正常人， 會(huì)更多地表現(xiàn)出面向觀察者偏向（facing-the-viewer bias）， 即把模糊的生物運(yùn)動(dòng)刺激更多地解釋為面向觀察者運(yùn)動(dòng)（Heenan amp; Troje， 2015; Yiltiz amp; Chen， 2018）?！敖咏北取斑h(yuǎn)離”更具有潛在威脅（Han et al.， 2021）， 更強(qiáng)的面向觀察者偏向可能表明社交焦慮障礙者對(duì)于威脅信息具有更強(qiáng)的敏感性。然而， 目前還沒(méi)有直接的證據(jù)探究社交焦慮者是否在觀察生物運(yùn)動(dòng)中， 體現(xiàn)出情緒加工及社會(huì)意圖理解的負(fù)向認(rèn)知偏差， 以及負(fù)向認(rèn)知偏差是否可以預(yù)測(cè)更強(qiáng)的社交焦慮癥狀。

同時(shí)， 生物運(yùn)動(dòng)加工的神經(jīng)機(jī)制涉及了社會(huì)意圖理解和情緒加工等多個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)， 為研究社交焦慮背后的情緒與社會(huì)意圖理解的共性神經(jīng)機(jī)制提供了良好的基礎(chǔ)。大量研究發(fā)現(xiàn)， 顳頂交界區(qū)（TPJ）， 尤其是顳上溝后部（pSTS）主要參與生物運(yùn)動(dòng)信息加工， 該區(qū)域在生物運(yùn)動(dòng)識(shí)別任務(wù)中表現(xiàn)出穩(wěn)定的激活（Grossman et al.， 2000; Grossman amp; Blake， 2002）。隨后， van Overwalle和Baetens （2009）的綜述進(jìn)一步擴(kuò)充了生物運(yùn)動(dòng)理解的神經(jīng)機(jī)制， 認(rèn)為對(duì)于生物運(yùn)動(dòng)的理解主要由包含顳上溝后部、頂下溝前部和前運(yùn)動(dòng)皮層的鏡像系統(tǒng)（mirror system）與包含楔前葉、顳頂聯(lián)合區(qū)和內(nèi)側(cè)前額葉的心理理論系統(tǒng)（theory of mind system）構(gòu)成。鏡像系統(tǒng)通過(guò)將他人運(yùn)動(dòng)與自我運(yùn)動(dòng)相匹配從而輔助運(yùn)動(dòng)意圖的理解， 心理理論系統(tǒng)負(fù)責(zé)識(shí)別和推理他人的意圖。此外， 也有研究發(fā)現(xiàn)， 杏仁核等與情感加工相關(guān)的腦區(qū)也參與了人類(lèi)運(yùn)動(dòng)行為的視覺(jué)分析（Chouchourelou et al.， 2006）。然而， 當(dāng)前生物運(yùn)動(dòng)識(shí)別的研究主要集中于正常人和腦損傷患者， 社交焦慮者在生物運(yùn)動(dòng)識(shí)別過(guò)程中是否體現(xiàn)異常大腦活動(dòng)尚缺乏研究證據(jù)。

2.3" 精神疾病與跨模態(tài)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)

傳統(tǒng)的精神疾病診斷一般基于《精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》或《國(guó)際疾病分類(lèi)法》的標(biāo)準(zhǔn)， 依賴(lài)癥狀有無(wú)、數(shù)量和持續(xù)時(shí)間來(lái)分類(lèi)精神疾病。由于精神疾病的共病性和異質(zhì)性問(wèn)題， 傳統(tǒng)診斷方法存在誤診、漏診、標(biāo)簽化等諸多問(wèn)題。當(dāng)今精神疾病領(lǐng)域亟需研究來(lái)驗(yàn)證臨床癥狀背后的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制， 以及如何使用客觀的行為及腦成像指標(biāo)來(lái)診斷及預(yù)測(cè)精神疾病。然而， 前人的研究發(fā)現(xiàn)， 不同測(cè)量方法（如行為實(shí)驗(yàn)和量表測(cè)量）和實(shí)驗(yàn)范式的數(shù)據(jù)之間， 很難發(fā)現(xiàn)很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性（Eisenberg et al.， 2019; Frey et al.， 2017）?；谛袨閷?shí)驗(yàn)和腦成像的大樣本實(shí)驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)， 基于不同的行為和腦成像任務(wù)， 雖然多模態(tài)數(shù)據(jù)測(cè)量都聚焦于抑郁和焦慮障礙， 但不同的任務(wù)范式所得的數(shù)據(jù)很難體現(xiàn)出強(qiáng)力的跨模態(tài)相關(guān)關(guān)系（Peng， Knotts et al.， 2021）。但這并不代表我們無(wú)法發(fā)現(xiàn)精神疾病的神經(jīng)生物學(xué)標(biāo)志， 通過(guò)使用更為有針對(duì)性的腦成像任務(wù)， 在一項(xiàng)縱向追蹤研究中， 研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)了抑郁和焦慮障礙臨床癥狀維度和大腦活動(dòng)之間的預(yù)測(cè)性關(guān)聯(lián)（Peng， Knotts et al.， 2023）。因此， 為解析精神疾病多模態(tài)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)， 我們亟需設(shè)計(jì)有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)范式， 從多維度探究精神疾病的神經(jīng)生物學(xué)機(jī)制。社交焦慮橫跨情緒和社會(huì)意圖的理論維度， 同時(shí)生物運(yùn)動(dòng)范式可以便捷地測(cè)量情緒和社會(huì)意圖加工過(guò)程， 為實(shí)證檢驗(yàn)精神疾病背后跨模態(tài)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)提供了良好的視角。

3" 簡(jiǎn)要述評(píng)

綜上所述， 以往的社交焦慮的相關(guān)研究已初步發(fā)現(xiàn)了一些情緒加工和社會(huì)意圖加工中的傾向性， 但存在以下局限性。

（1）大多前人研究范式關(guān)注于面部表情的加工， 而忽視了同樣重要的身體運(yùn)動(dòng)和姿態(tài)。Darwin （1872）曾在其經(jīng)典著作中提出：“運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比圖片更能夠體現(xiàn)他人的意圖和情緒”。生物運(yùn)動(dòng)不僅包含了豐富的情緒和社會(huì)意圖的信息， 是社交中的重要組成部分， 而且， 生物運(yùn)動(dòng)對(duì)于社交焦慮群體可能擁有特殊的意義。由于對(duì)于社會(huì)場(chǎng)景的恐懼和回避， 社交焦慮者可能會(huì)在社會(huì)場(chǎng)景回避與他人對(duì)視或直視面孔信息， 而轉(zhuǎn)為將注意力集中在非面孔區(qū)域。同時(shí)， 在腦成像方面， 多項(xiàng)前人研究都發(fā)現(xiàn)了在杏仁核上面的效應(yīng)， 但以往的范式由于使用面孔識(shí)別， 得到的效應(yīng)可能是來(lái)源于面孔加工， 而非社交焦慮特異性的情緒加工或社會(huì)認(rèn)知機(jī)制。同時(shí)， 對(duì)于社交場(chǎng)景的構(gòu)建， 以往大多實(shí)驗(yàn)范式采用假想的公開(kāi)發(fā)言為任務(wù)。該研究范式雖然可以觸及社交焦慮， 但依賴(lài)于被試的想象， 無(wú)法拓展到更貼近真實(shí)生活的互動(dòng)過(guò)程。采用生物運(yùn)動(dòng)的范式， 有利于開(kāi)發(fā)更加豐富的交互場(chǎng)景， 并在未來(lái)拓展到虛擬現(xiàn)實(shí)的復(fù)雜互動(dòng)場(chǎng)景。因此， 社交焦慮障礙研究領(lǐng)域迫切需要基于生物運(yùn)動(dòng)和多人社會(huì)交互的范式， 幫助我們深入理解社交焦慮的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制。

（2）以往研究往往局限于情緒加工， 缺乏對(duì)于社交焦慮障礙背后情緒加工與社會(huì)認(rèn)知共性機(jī)制的探索。情緒加工背后復(fù)雜多元的大腦機(jī)制還有待解析， Pessoa （2019）呼吁研究者關(guān)注情緒與認(rèn)知的交互， 而非割裂地研究單一領(lǐng)域。情緒加工是理解社交焦慮機(jī)制中不可忽視的重要因素， 但帶來(lái)社交威脅信號(hào)的因素不局限于情緒， 社會(huì)意圖也顯著影響了我們對(duì)于社會(huì)場(chǎng)景的解讀， 并直接地影響我們的生理和行為反應(yīng)。同時(shí)， 已有研究證據(jù)發(fā)現(xiàn)情緒加工與運(yùn)動(dòng)加工之間的緊密關(guān)聯(lián)（Portugal et al.， 2020）。前人對(duì)于社交焦慮障礙研究的范式（如：面孔識(shí)別、假想社會(huì)場(chǎng)景）無(wú)法有效統(tǒng)合情緒與社會(huì)認(rèn)知加工的共性機(jī)制。在本研究中， 生物運(yùn)動(dòng)范式可以有效地填補(bǔ)這一空白。

（3）以往研究大多聚焦于單一數(shù)據(jù)維度， 而缺乏多模態(tài)數(shù)據(jù)的整合。比如， 部分研究聚焦于行為層面的社交焦慮的認(rèn)知機(jī)制（如：Montagne et al.， 2006; Silvia et al.， 2006）， 或者腦影像層面的神經(jīng)基礎(chǔ)（如：Hattingh et al.， 2013; Nakao et al.， 2011; Yuan et al.， 2018）， 既往研究缺乏對(duì)多模態(tài)數(shù)據(jù)的整合， 無(wú)法檢驗(yàn)行為、大腦活動(dòng)和臨床癥狀之間的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)， 也無(wú)法構(gòu)建基于多模態(tài)數(shù)據(jù)的對(duì)于精神疾病分類(lèi)和診斷的預(yù)測(cè)模型。本研究將并行探究行為機(jī)制和腦成像機(jī)制， 探索多模態(tài)數(shù)據(jù)的相關(guān)， 并利用多模態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)社交焦慮障礙進(jìn)行亞型的劃分和臨床預(yù)測(cè)。

（4）以往研究往往聚焦于單一精神疾病類(lèi)別， 相對(duì)缺乏跨精神疾病診斷類(lèi)別的研究。抑郁、焦慮等精神疾病類(lèi)別之間存在嚴(yán)重的共病性問(wèn)題， 同時(shí)在社會(huì)意圖與情緒加工過(guò)程中也存在許多共性問(wèn)題（如：情緒加工如何影響社會(huì)意圖感知）， 這些共性也由腦影像研究得到證實(shí)（MacKinnon amp; Rudolf， 2003）。本研究將在解析社交焦慮認(rèn)知與情緒加工機(jī)制的同時(shí)， 探討其與抑郁和焦慮障礙之間的關(guān)聯(lián)。

基于上述挑戰(zhàn)和科研重大需求， 本研究計(jì)劃綜合運(yùn)用行為實(shí)驗(yàn)、量表測(cè)量、腦成像技術(shù)、認(rèn)知計(jì)算和機(jī)器學(xué)習(xí)， 基于經(jīng)典的生物運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)范式， 構(gòu)建情緒識(shí)別和社會(huì)意圖推理任務(wù)， 系統(tǒng)地解析社交焦慮者在情緒加工和社會(huì)認(rèn)知中負(fù)向認(rèn)知偏差的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制， 并剖析多模態(tài)數(shù)據(jù)和臨床癥狀之間的關(guān)聯(lián)。本研究有望引領(lǐng)未來(lái)基于行為和腦成像等多模態(tài)信號(hào)對(duì)精神疾病進(jìn)行客觀分類(lèi)和預(yù)測(cè)。

4" 研究構(gòu)想

本項(xiàng)目的核心研究?jī)?nèi)容是社交焦慮者的情緒加工和社會(huì)意圖理解的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制。我們將采用經(jīng)典的生物運(yùn)動(dòng)范式， 探索臨床、亞臨床社交焦慮者在情緒識(shí)別和社會(huì)意圖推理兩個(gè)任務(wù)中的負(fù)向認(rèn)知偏差。我們將結(jié)合行為實(shí)驗(yàn)、功能磁共振成像（fMRI）、計(jì)算建模和機(jī)器學(xué)習(xí)， 層層遞進(jìn)地揭示社交焦慮的認(rèn)知行為與大腦機(jī)制， 及多模態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)于社交焦慮障礙的亞型分類(lèi)和預(yù)測(cè)。

研究1將基于經(jīng)典的單人及雙人生物運(yùn)動(dòng)范式， 并結(jié)合面部表情， 系統(tǒng)測(cè)試社交焦慮者的情緒識(shí)別特點(diǎn)。研究2將基于雙人生物運(yùn)動(dòng)范式和面孔情緒識(shí)別， 探究社交焦慮者在社會(huì)意圖推理中的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制。研究3將結(jié)合研究1和研究2的行為和腦成像數(shù)據(jù)， 探索社交焦慮者的情緒識(shí)別和社會(huì)意圖推理的共性機(jī)制， 檢驗(yàn)多模態(tài)數(shù)據(jù)之間是否具有穩(wěn)健的關(guān)聯(lián)性， 是否可以從多模態(tài)數(shù)據(jù)中反映社交焦慮的不同亞型， 并構(gòu)建臨床預(yù)測(cè)模型。我們旨在通過(guò)上述研究， 推動(dòng)我國(guó)精神疾病領(lǐng)域的基于客觀神經(jīng)生物學(xué)信號(hào)的分類(lèi)和診斷， 研究總體框架見(jiàn)圖3。

4.1" 研究?jī)?nèi)容1：社交焦慮者對(duì)于生物運(yùn)動(dòng)和面部表情的情緒識(shí)別

研究1將探究社交焦慮者的生物運(yùn)動(dòng)和面部表情情緒識(shí)別的認(rèn)知和腦機(jī)制。本研究使用的生物運(yùn)動(dòng)行為實(shí)驗(yàn)范式基于運(yùn)動(dòng)捕捉， 構(gòu)造以點(diǎn)光源生物運(yùn)動(dòng)形式呈現(xiàn)的單人及雙人生物運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)刺激。我們將從多個(gè)運(yùn)動(dòng)捕捉數(shù)據(jù)庫(kù)中選取不同情緒的運(yùn)動(dòng)刺激， 如：愉快、悲傷、憤怒的走路運(yùn)動(dòng)， 和不同情緒類(lèi)別的雙人社會(huì)互動(dòng)的生物運(yùn)動(dòng)刺激， 如：A向B表達(dá)自己很高興、很生氣。本研究將同時(shí)采用經(jīng)典的面部表情情緒識(shí)別范式， 通過(guò)探究對(duì)生物運(yùn)動(dòng)和面孔情緒識(shí)別中， 不同社交焦慮人群對(duì)不同情緒識(shí)別的準(zhǔn)確率和反應(yīng)時(shí)， 得到對(duì)各種情緒的敏感性隨社交焦慮的變化曲線。此外， 如圖4所示， 通過(guò)使用漂移擴(kuò)散模型對(duì)行為數(shù)據(jù)進(jìn)行建模， 進(jìn)一步解析潛在的認(rèn)知行為過(guò)程與社交焦慮的關(guān)系。最后， 通過(guò)fMRI進(jìn)一步解析行為背后的腦機(jī)制， 并結(jié)合大腦信號(hào)和機(jī)器學(xué)習(xí)， 我們將基于多模態(tài)行為及腦成像數(shù)據(jù)對(duì)于社交焦慮水平進(jìn)行建模和預(yù)測(cè)。

實(shí)驗(yàn)將招募在社交焦慮連續(xù)維度上高分和低分的被試， 同時(shí)收集相關(guān)的焦慮和抑郁指標(biāo)， 進(jìn)行共病性研究分析。研究假設(shè)為， 相比于低社交焦慮者， 高社交焦慮者會(huì)表現(xiàn)出更強(qiáng)的負(fù)性情緒的認(rèn)知偏差并在情緒加工相關(guān)的腦區(qū)體現(xiàn)出特異性大腦活動(dòng)及腦網(wǎng)絡(luò)連接。

4.2" 研究?jī)?nèi)容2：社交焦慮者對(duì)于生物運(yùn)動(dòng)和面部表情的社會(huì)意圖推理

研究2將在研究1的基礎(chǔ)之上， 基于行為和腦成像實(shí)驗(yàn)， 采用相似的分析手段， 系統(tǒng)地考察社交焦慮者在社會(huì)意圖推理背后的認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制。本研究的實(shí)驗(yàn)范式將基于雙人的生物運(yùn)動(dòng)刺激展開(kāi)社會(huì)意圖推理的任務(wù)。研究假設(shè)為， 相比于低社交焦慮， 高社交焦慮者會(huì)表現(xiàn)出更強(qiáng)的對(duì)于負(fù)向社會(huì)意圖的認(rèn)知偏差， 并在心理理論相關(guān)的腦區(qū)體現(xiàn)出特異性大腦活動(dòng)及腦網(wǎng)絡(luò)連接。

4.3" 研究?jī)?nèi)容3：社交焦慮跨任務(wù)多維數(shù)據(jù)相關(guān)性

研究1和研究2分別從情緒感知和社會(huì)意圖推理兩個(gè)視角探究社交焦慮障礙背后的認(rèn)知與神經(jīng)機(jī)制。研究3將結(jié)合研究1和研究2的行為及腦成像數(shù)據(jù)， 探究多維數(shù)據(jù)的組間一致性， 并建立對(duì)于社交焦慮臨床癥狀的預(yù)測(cè)模型。

研究3數(shù)據(jù)匯集研究1和研究2中針對(duì)情緒加工和社會(huì)意圖推理的認(rèn)知行為數(shù)據(jù)、腦成像數(shù)據(jù)， 以及被試的自我報(bào)告量表數(shù)據(jù)?；谇榫w加工和社會(huì)意圖推理的多維數(shù)據(jù)， 我們將分別使用潛在因素模型（Peng， Knotts et al.， 2021）， 機(jī)器學(xué)習(xí)聚類(lèi)算法和支持向量機(jī)回歸算法分別從數(shù)據(jù)組間一致性、聚類(lèi)分析和臨床預(yù)測(cè)模型三個(gè)角度進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

同時(shí)， 我們將基于被試主觀匯報(bào)的抑郁、焦慮及社交焦慮量表特質(zhì)， 探索不同精神疾病診斷類(lèi)別之間的共性機(jī)制。

5" 理論構(gòu)建與創(chuàng)新

社交焦慮者在情緒加工和社會(huì)意圖推理方面均存在異常， 為驗(yàn)證精神疾病背后的多維度數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)提供了良好的研究視角。但國(guó)內(nèi)外已有的研究證據(jù)尚無(wú)法有效統(tǒng)合社交焦慮者情緒加工和社會(huì)意圖理解的共性機(jī)制， 也缺乏基于多模態(tài)數(shù)據(jù)構(gòu)建的臨床預(yù)測(cè)模型。因此， 本研究將采用經(jīng)典的生物運(yùn)動(dòng)范式， 綜合運(yùn)用行為實(shí)驗(yàn)、fMRI、臨床量表、計(jì)算建模和機(jī)器學(xué)習(xí)， 系統(tǒng)考察社交焦慮者的情緒識(shí)別和社會(huì)意圖推理的負(fù)向認(rèn)知偏差的共性認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制， 并構(gòu)建社交焦慮的多模態(tài)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)模型。

（1） 為社交焦慮的認(rèn)知偏差機(jī)制構(gòu)建理論模型

本研究將在面部表情情緒識(shí)別范式的基礎(chǔ)上， 進(jìn)一步采用經(jīng)典的生物運(yùn)動(dòng)范式來(lái)構(gòu)建情緒識(shí)別和社會(huì)意圖推理任務(wù)。以往對(duì)于社交焦慮的認(rèn)知偏向集中于面部表情識(shí)別任務(wù)（如： Heuer et al.， 2010）， 但社交焦慮者常常在社會(huì)場(chǎng)景避免直視他人面孔， 而將注意力集中在非面孔區(qū)域。生物運(yùn)動(dòng)包含豐富的情緒和社會(huì)意圖的信息， 是社交焦慮者判斷他人情緒和意圖的主要信息來(lái)源之一。因此， 結(jié)合兩種實(shí)驗(yàn)范式有助于對(duì)社交焦慮的情緒識(shí)別和社會(huì)意圖推理的認(rèn)知偏差過(guò)程進(jìn)行探究。此外， 基于計(jì)算建模手段， 可量化社交焦慮在情緒和社會(huì)意圖的認(rèn)知偏向， 有利于建立客觀診斷指標(biāo)。

（2） 基于社交焦慮探究情緒識(shí)別與社會(huì)意圖的共性機(jī)制

社交焦慮的認(rèn)知偏向具有多元性和復(fù)雜性。以本研究關(guān)注的情緒識(shí)別和社會(huì)意圖為例， 過(guò)往研究對(duì)單一領(lǐng)域進(jìn)行了廣泛的研究， 但如何將兩個(gè)領(lǐng)域已有研究結(jié)果整合起來(lái)， 并不是簡(jiǎn)單的加法問(wèn)題。Pessoa （2019）呼吁研究者關(guān)注情緒與認(rèn)知的交互， 擁抱復(fù)雜性。然而， 現(xiàn)存的證據(jù)無(wú)法有效統(tǒng)合情緒加工和社會(huì)認(rèn)知兩個(gè)維度的共性機(jī)制。本研究利用生物運(yùn)動(dòng)加工的神經(jīng)機(jī)制涉及情緒加工和社會(huì)認(rèn)知等腦網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)， 嘗試以整合的視角探索情緒識(shí)別和社會(huì)意圖的共性機(jī)制， 并建立多種認(rèn)知功能神經(jīng)機(jī)制共性機(jī)制的探索流程。本研究將把生物運(yùn)動(dòng)范式與經(jīng)典的面孔情緒識(shí)別范式相結(jié)合， 同時(shí)引入經(jīng)典社會(huì)意圖推理的任務(wù)， 進(jìn)行多任務(wù)之間的社交焦慮加工機(jī)制的比較， 以確立研究結(jié)果的泛化性。

（3） 構(gòu)建社交焦慮的情緒識(shí)別和社會(huì)認(rèn)知多模態(tài)數(shù)據(jù)

本研究將綜合運(yùn)用行為實(shí)驗(yàn)、fMRI、臨床量表、計(jì)算建模和機(jī)器學(xué)習(xí)， 系統(tǒng)考察社交焦慮者的情緒識(shí)別和社會(huì)意圖推理的負(fù)向認(rèn)知偏差的共性認(rèn)知神經(jīng)機(jī)制， 并構(gòu)建社交焦慮的多模態(tài)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)模型。本研究將推動(dòng)精神疾病背后多模態(tài)數(shù)據(jù)之間關(guān)聯(lián)的實(shí)證檢驗(yàn)， 以及我國(guó)基于神經(jīng)生物學(xué)指標(biāo)對(duì)于精神疾病的分類(lèi)和診斷， 有望引領(lǐng)未來(lái)基于行為和腦成像等多模態(tài)信號(hào)對(duì)精神疾病進(jìn)行客觀分類(lèi)和預(yù)測(cè)， 推動(dòng)“健康中國(guó)2030”規(guī)劃綱要中關(guān)于“到2030年， 常見(jiàn)精神障礙防治和心理行為問(wèn)題識(shí)別干預(yù)水平顯著提高”的實(shí)現(xiàn)。

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Abstract： Social anxiety disorder （SAD） is associated with abnormal features in both emotion processing and social intention inference. However， there is a lack of research and clinical predictive models for the common mechanisms of emotion processing and social intention inference underlying social anxiety. The current project aims to use a combination of behavioral experiments， functional magnetic resonance imaging， and computational modeling to systematically examine the mechanisms of negative cognitive biases in SAD. Based on classic biological motion paradigms targeting emotion processing and social intention inference， combining the facial expressions， we aim to establish predictive models of SAD clinical symptoms based on multi-dimensional data. This project has the prospect of revealing the psychopathology underlying SAD， examining the association between behavioral and neuroimaging data underlying mental disorders， and promoting objective classification and prediction of mental disorders.

Keywords： emotion perception， social anxiety， social intention inference， biological motion， brain imaging， cognitive modeling