《Cortex》:Predictive Responses in the Theory of Mind Network: a Comparison of Autistic and Non-autistic Adults
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為探究孤獨癥(ASD)與非孤獨癥個體社交互動差異的神經機制,研究人員以觀看電影任務結合 fMRI 技術開展研究。結果發現,兩組在心理理論(ToM)網絡的神經反應相似,但對特定 ToM 場景的重復抑制存在差異,為相關研究提供新視角。
在人類的社交世界里,理解他人的想法和意圖是一項至關重要的能力,這一能力由心理理論(Theory of Mind,ToM)支撐。然而,孤獨癥(Autism Spectrum Disorder,ASD)患者在社交互動和溝通方面存在顯著障礙,這引發了科學界對其背后神經機制的深入探索。
以往研究表明,孤獨癥患者在 ToM 推理上存在困難,這被認為與他們社交認知過程的改變有關。根據預測編碼理論,孤獨癥患者社交困難可能源于對他人心理狀態先驗信息利用的減弱,導致社交世界變得難以預測,進而引發互動失配和壓力。盡管這一理論備受關注,但在 ToM 腦區中,孤獨癥患者與非孤獨癥患者之間確鑿且可重復的神經差異卻一直難以捉摸。
在此背景下,為了深入剖析孤獨癥與非孤獨癥個體在社交互動中差異的根源,來自國外研究機構的研究人員開展了一項極具意義的研究。該研究成果發表在《Cortex》雜志上,為理解孤獨癥的神經機制帶來了新的曙光。
研究人員采用了功能磁共振成像(Functional Magnetic Resonance Imaging,fMRI)技術,選取了多個樣本進行實驗。在實驗 1 中,61 名非孤獨癥成年人參與,他們被要求兩次觀看一部包含心理狀態及相關行為情節的迪士尼皮克斯動畫短片《暴力云與送子鸛》(Partly Cloudy),同時接受 fMRI 掃描。在實驗 2 中,30 名孤獨癥成年人和 30 名非孤獨癥成年人也參與了相同的實驗流程。實驗過程中,研究人員精心調整了實驗設置,以減少孤獨癥參與者的壓力和感官負擔。
在數據處理和分析階段,研究人員運用了一系列嚴謹的技術方法。首先,對 fMRI 數據進行預處理,包括圖像配準、歸一化、平滑處理等,以確保數據的準確性和可比性。接著,定義了感興趣區域(Regions of Interest,ROIs),涵蓋 ToM 網絡(雙側顳頂聯合區(R/LTPJ)、楔前葉(PC)、背側、中間和腹內側前額葉皮層(D/M/VMPFC))和疼痛矩陣(雙側內側額葉 gyrus、次級感覺運動皮層、島葉和背側前扣帶回皮層)。通過提取這些區域的時間序列數據,并進行一系列的統計分析,來探究不同組在觀看電影過程中的神經反應差異。
研究結果令人深思。在確認性分析中,無論是非孤獨癥成年人還是孤獨癥成年人,在 ToM 網絡中均未發現敘事預期效應。這意味著,在觀看這部電影時,成年人的 ToM 網絡并未如預期那樣,在第二次觀看時出現反應提前的現象。而且,兩組之間在敘事預期效應上也未呈現出顯著差異,表明他們在觀看電影時,ToM 網絡的神經反應高度相似。
然而,研究人員并未就此止步。在探索性分析中,通過數據驅動的反向相關分析,他們有了新的發現。在非孤獨癥成年人的兩個樣本中,都識別出電影結尾的一個關鍵場景,在這個場景中,ToM 網絡在第二次觀看時的反應相較于第一次有所減小,而疼痛矩陣則無此現象。但孤獨癥成年人對這個關鍵場景的整體反應較小,且在兩次觀看之間沒有出現反應減小的情況,即不存在重復抑制效應。進一步分析發現,孤獨癥和非孤獨癥成年人對該場景重復抑制效應的程度存在顯著差異。
這個關鍵場景涉及到角色復雜的錯誤信念推理;疑 Gus 原本以為鸛 Peck 拋棄了自己,但 Peck 帶著保護裝備回來后,Gus 才意識到自己的誤解。之前的研究表明,這個場景能驅動非孤獨癥成年人 ToM 腦區的反應,且 3 - 12 歲兒童在這個場景中 ToM 網絡的反應幅度與 ToM 行為相關。此次研究結果顯示,當面對需要復雜 ToM 推理的場景時,孤獨癥成年人在 ToM 網絡中的神經處理方式與非孤獨癥成年人存在差異。這或許意味著,非孤獨癥成年人能從首次觀看中更好地學習,在重復觀看時處理效率更高;而孤獨癥成年人在處理復雜社會信息時,可能采用了不同的適應策略,其處理需求在重復觀看時并未改變。
綜上所述,該研究的確認性分析雖未明確非孤獨癥和孤獨癥成年人在處理社交場景時是否存在預測性處理,但探索性分析揭示了兩者在對特定 ToM 場景的反應上存在差異。這一發現為孤獨癥的神經機制研究提供了初步的神經學證據,表明孤獨癥患者與非孤獨癥患者在處理復雜社會信息時可能存在不同的神經機制。不過,這一探索性發現還需要進一步的交叉驗證。未來研究可從使用更適合成年人的刺激、探索刺激復雜性和敘事理解與預測反應的關系、擴大對關鍵場景的研究以及探究不同年齡段預測編碼過程的發展等方向展開,有望為理解孤獨癥的本質以及改善孤獨癥患者的社交能力提供更深入的見解。