大脑在合作任务中如何同步

人是社会性动物。但是是什么导致他们这样呢?为了充分了解大脑如何产生社交行为，我们需要在社交接触中对其进行调查。此外，我们不仅需要分析一个大脑在社交活动中的内部运作，还需要分析参与同一活动的多个大脑之间的动态相互作用。这个新兴的研究领域被称为“第二人称神经科学”，并采用超扫描(同时记录多个大脑的活动)作为标志性技术。

最早的超扫描研究使用功能性近红外光谱来分析参与实验控制运动任务的参与者之间的大脑同步。然而，这些任务并不是很自然，从中出现的大脑同步可能只是同时运动的结果。

相比之下，最近的超扫描研究为共享任务采用了更自然和自由的设置，允许非结构化通信和创造性目标。虽然这会产生更有趣的结果，但需要付出更大的努力才能从视频片段中提取特定的社交行为并将它们与特定的大脑同步模式联系起来。反过来，这将分析限制在短期社会互动中，而短期社会互动代表了可能的人类社会行为的一小部分。

现在，由日本庆应义塾大学的 Yasuyo Minagawa 领导的一个研究小组针对这个问题制定了一个优雅的解决方案。在他们发表在 Neurophotonics上的论文中 ，该团队提出了一种新颖的方法，他们使用计算机视觉技术在自然的两人参与实验任务中自动提取社会行为(或“事件”)。接下来，他们使用与事件相关的广义线性模型来确定哪些社交行为可以与大脑之间和每个参与者大脑内的特定类型的神经元同步相关联。

每对参与者(总共 39 对)从事一项自然、合作和创造性的任务：在电脑游戏中设计和布置数字房间。他们被允许自由交流，以创造一个双方都满意的房间。参与者还单独完成了相同的任务，因为研究人员试图在个人任务和合作任务中比较大脑间同步 (BBS) 和大脑内同步 (WBS)。团队在任务期间关注的社交行为是眼睛注视，即参与者是否将目光对准对方的脸。他们使用开源软件从视频片段中自动提取了这种行为，这使得数据分析变得更加容易。

该研究最有趣的发现之一是，在合作游戏期间，上颞区和中颞区以及右半球前额叶皮层的特定部分有很强的 BBS，但相比之下 WBS 很少。此外，当其中一位参与者抬起目光看向另一位时，BBS 同步最强。有趣的是，在个人比赛中情况发生了逆转，显示同一地区的 WBS 有所增加。

根据 Minagawa 的说法，这些结果与我们的大脑在某些社交互动中作为“二合一系统”工作的观点一致。“当参与者合作完成任务时，一个大脑中的神经元群与另一个大脑中的类似神经元群同时被激活，就好像两个大脑一起作为一个单一的系统来创造性地解决问题一样，”她解释道。“这些现象与‘我们模式’的概念是一致的，在这种模式下，互动主体以集体方式分享他们的想法，并通过加速获取对方的认知来促进互动。”

总的来说，这项研究提供的证据表明，人类大脑在情况需要时具有理解他人并与他人同步的非凡能力。Minagawa 对所使用的实验策略寄予厚望，并设想在各类任务中进一步研究其他类型的社交线索和行为。“在未来的分析中，我们可以将我们的方法应用于更详细的社会行为，例如面部表情和语言交流。我们的分析方法可以为交互式社会神经科学的未来研究提供见解和途径，”她总结道。当然，将需要能够有效记录和处理更复杂的社会行为的新技术。

虽然肯定还有很多工作要做，但计算机视觉和统计模型等技术的巧妙应用可以让我们更好地了解我们的大脑在社交活动中如何(合作)运作。