刘超课题组《PLOS Biology》发表论文揭示急性应激逆转第三方干预利他行为的神经计算机制
2024年5月16日，北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室，IDG/McGovern脑科学研究院，刘超课题组在《PLOS Biology》发表研究成果 “Acute stress during witnessing injustice shifts third-party interventions from punishing the perpetrator to helping the victim”。该研究利用核磁共振成像技术，阐明了急性应激下第三方干预利他行为由惩罚坏人向帮助受害者进行逆转的脑与计算机制，该研究成果有助于理解应激下人类如何采取见义勇为等亲社会行为。
公平与公正是建立社会信任与合作的基础。然而，不公平会影响社会和谐与可持续发展。公平感是进化的成果，人类和其他灵长类动物在进化的过程中理解了在资源分配背景下控制自我利益以及声誉建设的好处，而主动维护公平并且抵制不公平，从而满足了持续合作的需要以及维护了良好的社会秩序。当面临违反社会不公行为时，即使站在第三方视角，人们依然有很大的牺牲自我利益以恢复社会公平正义的趋势, 即所谓的见义勇为行为，在这些见义勇为的选择中，第三方惩罚与第三方助人行为已被重点关注。然而，选择何种行为乃至参与力度如何却依情况而定，其中个体急性应激反应就是一个很重要的因素，因为抵制不公事件往往会伴随个体强烈的急性应激反应。
在过去的二十年中，神经科学界普遍认为，公平动机可能涉及两种互补的途径，一种是快速的、启发式的途径，通常带有情感色彩；另一种是较慢的、基于推理的途径，其特点是认知思考。与此相对应的是，研究表明，暴露于无法控制的应激事件早期可能会将大脑功能从深思熟虑的模式转变为更快速、受原始神经回路调节的反射性反应模式，但在应激后期，这种模式逐渐恢复为由高级认知功能主导的状态。这种应激敏感的神经系统与涉及公平恢复过程中的决策制定相关的功能性大脑网络部分重叠，例如，与第三方惩罚或助人决策相关的网络。然而，急性应激对人们对不公平事件的干预方式尚未达成一致的结论。举例来说，以往的研究发现，在面对与自己无关的其他两方之间的中等程度不公平时，当第三方惩罚与帮助行为相冲突时（即在一次交互中，参与者只能实际施加一种恢复公平的选择时），受到急性物理应激的人们更倾向于选择第三方惩罚（王华根等，2020）。然而，在接下来的研究中发现，当受到急性社会应激时，在同样一次交互中，参与者在极端不公平条件下展现出更高的第三方帮助倾向（Zhen Zhen等，2021）。然而，不同类型的应激诱发导致的生理反应强度有所不同，研究发现急性社会应激引发了更大程度的慢速HPA轴反应，表现为更高水平的皮质醇释放。皮质醇能够穿过血脑屏障进入大脑，通过与糖皮质激素受体和盐皮质激素受体（主要位于前额皮质和边缘系统）结合，进一步影响大脑功能。然而，社会应激本身因其“社会”性质，也会对进一步的社会性任务产生影响。因此，在物理应激条件下，使参与者在较长时间内处于较高的皮质醇水平下完成决策过程是更好的研究应激影响第三方干预方式的方案之一。理解这些情境依赖的行为模式是许多领域的核心问题，包括法律与政治、经济学和心理学等。
基于此，研究者通过冷加压范式（cold pressor test， CPT）诱发了参与者较高的负性情绪，心率水平以及较高的皮质醇反应。参与者在核磁共振环境中，多次目睹另外两方的不公平分配事件，并在第三方惩罚，第三方助人，不参与其中三种选择中提供自己的选择偏好和干预强度（牺牲多少代币分别用来惩罚或助人）。研究者随后通过计算建模的方法解析参与者在决策过程中的心理计算机制。
结果发现，在行为水平上，应激导致第三方在多轮交互中减少了惩罚违规者的意愿和惩罚的严重程度，但增加了他们帮助受害者的意愿。这些发现支持了“照料与友好”（tend＆befriend）理论，表明受到应激的个体具有更强的利他和他人导向的倾向。通过利用计算建模，进一步模拟了参与者在进行公平恢复时如何整合价值效用，并在分配金额给惩罚违规者和帮助受害者时赋予不同的心理权重和主观偏好的过程。我们发现，人们在应激情境下进行主观价值效用计算时，他们更多地将心理偏好用于决定如何帮助受害者，而不是如何惩罚违规者。
在神经水平上，应激诱发的第三方从惩罚向助人的倾向转变是通过影响情绪突显性、中央执行和心理理论网络来实现的。其特点是应激使得杏仁核活动增加并与腹内侧前额叶连接增强，并在惩罚过程中需要调用更高背外侧前额叶，颞顶联合区，后侧扣带回等脑区的活动，而在多轮的交互中，选择助人行为可能启动了一种“节能模式”。
总的来讲，该研究通过计算建模与神经影像等技术，阐释了应激通过重新分配情绪、执行和心理网络中的价值计算和神经资源来抑制惩罚偏见，从而重塑第三方决策行为背后的机制。
该研究以刘超课题组毕业博士生王华根为第一作者，刘超教授和秦绍正教授为共同通讯作者。该研究获得国家自然科学基金面上和重点项目（32271092，32130045）、科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目（2021ZD0200500），国家社会科学基金重大项目（19ZDA363）等资助。
论文链接
Wang H, Wu X, Xu J, Zhu R, Zhang S, Xu Z, et al. (2024) Acute stress during witnessing injustice shifts third-party interventions from punishing the perpetrator to helping the victim. PLoS Biol 22(4): e3002195. https://doi.org/ 10.1371/journal.pbio.3002195
课题组链接
刘超课题组：https://liuchaolab.bnu.edu.cn/
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Wang, H., Zhen, Z., Zhu, R., Yu, B., Qin, S., & Liu, C. (2022). Help or punishment: acute stress moderates basal testosterone’s association with prosocial behavior. Stress, 25(1), 179–188.
Zhen, Z, Wang, H., Zhu, R., Zhang, S, Jin T, Qin, S., Liu, C. (2021). Acute psychosocial stress increases third-party helping but not punishing behavior. Stress 24 (4), 430-441.
王华根, 甄珍, 刘超*, 秦绍正*. (2020). 锄强还是扶弱: 急性应激如何影响第三方决策. 科学通报, 2020, 65(19): 1975-1984.
甄珍, 秦绍正, 朱睿达, 封春亮, 刘超*. (2017). 应激的脑机制及其对社会决策的影响探究. 北京师范大学学报(自然科学版), 2017, 53(3): 372-378