客观日本

日本发现做决定时考虑他人利益的大脑回路

2019年05月30日 生物医药
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日本理化学研究所(简称“理研”)脑神经科学研究中心学习理论与社会脑研究小组的组长中原裕之、研究员Ninh Ma及客座研究员福田玄明等人组成的国际联合研究小组,发现了做决定时会考虑他人利益的大脑回路。

我们一般都是基于自己获得的报酬(利益)来做某项决定,但在社会上,经常会遇到与自身报酬无关的他人报酬影响自己做决定的情况。但我们究竟是如何将他人的报酬与自身报酬整合到一起做决定的?这是此前一直不太清楚的相关神经机制。

国际联合研究小组让实验参与者在fMRI(功能性磁共振成像)扫描仪中操作了不仅是自己的报酬,还会考虑付给他人的报酬再做决定的课题,通过用数学模型使决策行为定量化,并调查定量化的决策行为与大脑活动的关系,研究了做决定时考虑他人报酬的大脑回路。

研究方法与成果

在实验中,研究人员让实验参与者(36名20~32岁的男女)在fMRI扫描仪中操作了以下3种选择课题。“基本课题”是在左右给出的两个签中选择其中一个,每个选项会显示容易猜中的程度和猜中时的报酬额。实验参与者以让自己的报酬最大化为前提进行了选择。“他人课题”与基本课题一样,不过左右两个签中有一个包含着付给他人的追加报酬(奖金)。如果选择包含他人奖金的签,就会向他人支付报酬。这样一来,不仅是自己的报酬,实验参与者的选择还会影响到支付给他人的报酬(图1)。另一个课题是“自身奖金课题”。在自身奖金课题中,其中的一个签中包含着自己能拿到的追加报酬。研究小组通过这三个课题,分析了追加报酬被如何处理,以及这种处理在选择他人的奖金和自己的奖金时有何不同。

日本发现做决定时考虑他人利益的大脑回路

图1:课题概要

接下来,研究小组针对实验参与者的选择行为,利用逻辑回归分析法建立了数学模型,使决策行为定量化。具体来说,明确了各位实验参与者的选择会对他人的奖金产生多大影响。通过将这种影响程度与选择自己的奖金时进行比较,推算了各位实验参与者对他人的奖金与自己的奖金的主观价值。通过调查与推算值相对应的大脑活动,分析了做决定时考虑他人利益的大脑活动及相对应的大脑回路。

结果显示,签上提示自己的奖金时,左背外侧前额叶皮层(left dlPFC)存在大脑活动。提示他人的奖金时,除左背外侧前额叶皮层外,右侧颞顶联合区(right TPJ)也存在大脑活动。这表明,在自己的奖金和他人的奖金之间存在相同的处理,而且针对他人的奖金还会进行特殊处理。另外还发现,对选择他人奖金这一行动的影响程度,对应右侧前岛叶皮质(right AI)的活动,关系到最终选择的主观价值对应内侧前额叶皮层(mPFC)的活动。

研究小组在此基础上,实施了调查这些大脑活动之间的关系的连通性分析,确定了一条当签上提示他人的奖金时,存在以下3个阶段的大脑活动级联(Cascade)的大脑回路(图2红色箭头),即右侧颞顶联合区(right TPJ)和左背外侧前额叶皮层(left dlPFC)→右侧前岛叶皮质(right AI)→内侧前额叶皮层(mPFC)。而提示自己的奖金时,不经由右侧前岛叶皮质(right AI),而是从左背外侧前额叶皮层(left dlPFC)向内侧前额叶皮层(mPFC)直接级联(图2绿色箭头)。这些结果表明,考虑他人的报酬做决定时,会调动特有的大脑回路,尤其是右侧前岛叶皮质(right AI),承担了思考他人报酬的处理工作。

日本发现做决定时考虑他人利益的大脑回路

图2:做决定时考虑他人的报酬的大脑回路

研究小组推测,大脑回路的这种特性是各种社会行为中存在个体差异的基础。因此,在此次实验中利用了对各位实验参与者实施的社会价值取向测试的结果。通过用这项测试调查各位受试者的社会态度,可以将受试者分为亲社会者和个人主义者。研究小组根据这个分类,进一步详细分析了上述大脑活动。

分析发现,亲社会者与个人主义者之间存在不同的大脑活动特性。个人主义者是右侧前岛叶皮质(right AI)→内侧前额叶皮层(mPFC)的大脑活动比较活跃,而亲社会者考虑他人的奖金时与考虑自己的奖金时一样,左背外侧前额叶皮层(left dlPFC)→内侧前额叶皮层(mPFC)的大脑活动比较活跃。也就是说,亲社会者在考虑他人的奖金时,大脑活动的过程与考虑自己的奖金时一样非常活跃。这表明,此次发现的大脑回路可能是复杂的社会行为存在个体差异的根源(图3)。

日本发现做决定时考虑他人利益的大脑回路

图3:大脑回路的功能差异导致社会行为出现个体差异

这项研究成果确定了支撑人类社会行为的一个神经基础。另外还确认,这条回路的工作方式的差异与社会行为的个体差异也有关。

相关研究内容已经发布在美国的科学杂志《Journal of Neuroscience》的网络版上(4月18日)。(日文发布全文)

文:JST客观日本编辑部

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