使用fNIRS超扫描技术探讨社会交互中的脑间连接

研究目的：

使用NIRS神经影像测量仪器，结合超扫描技术探讨社会互动中的人类脑功能连接情况。

实验方法：

合作任务：当屏幕上出现绿色点后，被试需要按下反应键，这时两位被试的反应时在实验设置的一定阈值内，两位被试都会获得分数；反之则都不获得分数；

竞争任务：当屏幕上出现绿点后，先按下按键的被试获得分数，屏幕上对应位置显示“+”，而后按下按键的被试无奖励，屏幕上对应位置显示“—”。

单人任务1：此任务与竞争任务相似，但仅一名参与者做出响应，而另一名参与者则观察屏幕。在执行此任务之前，指示被试1看到绿色圆圈时尽快做出响应，被试2被动观看屏幕。反馈屏幕显示被试1的分数。

图1

单人任务2：这与单人任务1相同，但是在此任务中，被试2进行了响应，而被试1则进行被动观察。

采集每位被试大脑前额叶影像数据，在前额叶交替放置8个发射器和7个检测器，总共15个探头，从而形成22个测量通道。采样频率为10Hz。

图2

实验结果：

1、合作过程中额上皮层的一致性增加；

2、行为数据结果无法解释一致性的提高；

3、通过练习第二轮试次展示出大脑间一致性增加的结果。

图3  

A被试在竞争任务中的反应时差小于在合作任务中的反应时差。B组间T检验显示，在合作任务中，一致性显著提高。C四个任务的额上皮层相关性振幅。

实验结论：

在这项研究中采用近红外脑成像超扫描技术，通过同时对两个被试的大脑激活状态进行考察。研究者发现在合作任务期间被试大脑上额叶皮层激活模式一致性显著增加，而在竞争任务中没有显著增加，这与被试的反应时并不一致。在合作任务中大脑激活一致性的增加伴随着合作效率的提高。

参考文献：

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.