刘超课题组在《eLife》上发文揭示了人类大脑中社会信息整合的认知地图和神经基础

2024年6月14日，北京师范大学心理学部认知神经科学与学习国家重点实验室暨IDG/McGovern脑科学研究院刘超课题组在国际期刊《eLife》上发表了一篇创新性研究成果。题为“Social navigation: distance and grid-like codes support navigation of abstract social space in human brain”，揭示了人类大脑如何使用空间编码机制来构建和导航抽象的社会空间。这项研究为我们理解大脑如何处理和整合社会信息提供了新的视角。

课题组硕士毕业生梁滋璐为文章的第一作者，北京师范大学刘超教授和北京师范大学秦绍正教授为共同通讯作者。论文合作者包括来自课题组的硕士毕业生吴思梦和吴杰，以及来自北京师范大学的王文旭教授。

在日常生活中，个体需要准确地处理关于他人的信息，形成对他人个性和行为的推断。这种推断通常基于两个基本维度：温暖和能力。温暖维度反映了他人的意图和可信度，而能力维度则涉及他人的资源控制。这些维度构成了“社会认知地图”，它帮助我们组织和理解社交环境，指导我们在社会网络中的行动和决策。但是对于这些认知维度背后的神经基础，目前仍缺乏足够的认识。所以该研究聚焦于探究空间编码机制如何帮助人脑构建这种超越物理环境的社会认知地图。

在此研究中，通过设计一个投资游戏来模拟两个关键的社会认知维度。游戏中，参与者扮演投资者的角色，他们通过评估被投资者的收益率（决策能力的体现）和回报率（反映被投资者的可信度）来确定对方的社会价值。这两个指标共同决定了被投资者在社会中的价值。

仿照物理空间的坐标系统，六个不同能力和可信度的虚拟人物被放置在一个1×1单元的社会价值地图中（图1A, 1B）。参与者在学习完每个角色的社会价值后，会接受一系列任务测试。同时，研究使用了功能磁共振成像技术对大脑活动进行监测。

图1. 实验设计及行为结果

行为层面的分析显示，参与者能够成功地重建社会认知地图，并且在任务中的表现随时间推移而显著提高（图1C, 1E, 1F）。

在脑成像方面，前额叶和内嗅皮质区域观察到的网格状活动显示，网格编码机制也在社会空间的导航中发挥着关键作用（图2）。另外，社会认知地图上的移动距离与楔前叶中的两个脑区活动呈正相关（边缘显著），而与双侧梭状回和右侧枕中回的活动呈显著负相关（图3）。

图2. 前额叶和内嗅皮质区域的网格状活动

图3. 社会价值地图上欧氏距离的神经表征

脑-行为相关性的分析进一步揭示了网格编码强度与行为表现能力和社交回避倾向之间存在显著的相关性。特别是，颞叶中的网格模式活动，尤其是左中颞回和右侧舌回的活动强度，与距离效应呈现出显著的正相关（图4A, 4B）。此外，后扣带皮层（PCC）左侧区域的网格模式活动强度与个体的社交回避得分之间显示出显著的负相关（图4C）。这表明，社会认知地图的神经编码不仅与物理空间导航中的编码机制相似，还与个体的社交技能紧密相关。

图4. 网格编码强度与行为的相关性

总之，该研究不仅揭示了社会认知地图背后的神经机制，还展示了这些机制如何与个体的社会行为和心理特征相联系。这些发现为我们理解大脑如何在社会环境中进行有效导航提供了新的视角，并为未来研究社会认知障碍和社交焦虑等心理状况的神经基础提供了新的线索。

该研究受到科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目、国家自然科学基金以及国家社会科学基金重大项目等的资助。

研究论文信息：Liang Zilu, Wu Simeng, Wu Jie, Wang Wenxu, Qin Shaozheng, Liu Chao (2024) Social navigation: distance and grid-like codes support navigation of abstract social space in human brain eLife 12:RP89025.

课题组网站：情绪与道德认知实验室欢迎您 (bnu.edu.cn)