人類需要將他人的情緒概念化，以適應(yīng)社會功能。情感概念在發(fā)展中逐漸完善，但不確定其神經(jīng)表征是否同時變化。近日， M. Catalina Camacho團隊研究了823名5-15歲兒童，發(fā)現(xiàn)大腦清晰地代表了不同情感概念。他們的結(jié)果表明，情感概念的表征在童年后期相對穩(wěn)定，并在青春期個體之間同步。

他們的成果發(fā)表在最新一期的Nature Neuroscience雜志上，名為 “Large-scale encoding of emotion concepts becomes increasingly similar between individuals from childhood to adolescence”

童年關(guān)鍵社會技能是識別和解釋他人情緒。我們的大腦使用既有概念預(yù)測情緒反應(yīng)。這些情感概念很早就開始形成，但具體如何發(fā)展及在個體間的共享程度仍不清楚。

在本研究中，作者依賴大型兒科縱向數(shù)據(jù)集，描繪情緒調(diào)節(jié)大腦網(wǎng)絡(luò)激活特性及其發(fā)展差異。主要探討三個問題：

（1）大腦對各類廣泛（如正負情緒）和具體（如憤怒、喜悅、悲傷、恐懼和興奮）情感的表達含義；

（2）這些表達在成長過程中的變化；

（3）在發(fā)展階段，哪些特定情境激發(fā)出共性和差異性反應(yīng)。

情境化的情緒在整個大腦中得到體現(xiàn)

作者提取了常見和特定情緒的痕跡以及低級協(xié)變量。通過將每個情緒的時間序列在GLM中卷積，預(yù)測了每段視頻的BOLD信號。情緒激活在一般和特定情緒全腦模型中得到了高度準(zhǔn)確的分類，即使包含非情感特征激活圖（亮度、響度、口語和書面文字）。這些結(jié)果證明了特定情緒的激活模式具有高度可分離性，并且作者的模型能夠有效地預(yù)測和分析情緒數(shù)據(jù)。平均情感激活圖如圖1所示。

圖1.兩個視頻中每個情感類別的平均激活（模型系數(shù)或測試版）

數(shù)個網(wǎng)絡(luò)為模型提供信息，腦區(qū)跨越初級感覺和高級皮層。各網(wǎng)絡(luò)的影響在圖2a，2b中展示。

圖2.激活分類分析結(jié)果

激活模式在整體發(fā)育過程中相對穩(wěn)定

作者試圖從情緒激活圖預(yù)測年齡和青春期指數(shù)，但準(zhǔn)確性較低，暗示成熟度與激活間關(guān)聯(lián)弱。類似模型適用于非情緒內(nèi)容，顯示發(fā)育過程中全局處理的差異微小。成熟度至多解釋了激活方差的3.8%。

跨發(fā)展同步情感激活

復(fù)雜刺激引發(fā)的反應(yīng)可能無法被線性/曲線模型全面把握。因此，作者使用無模型方法探索成熟度與情感處理相關(guān)差異，包括未被線性/曲線模型覆蓋的成熟度差異，以及特定場景是否在不同年齡兒童中產(chǎn)生不同程度相似性。

作者測試了整個視頻激活的相似性是否對應(yīng)三種認知情感發(fā)展模型：nearest neighbor （接近成熟的兒童處理視頻方式是否相似？）、convergence （隨著孩子的成熟，他們處理視頻的方式是否更相似？）和divergence（隨著孩子的成熟，他們處理視頻的方式是否不太相似？）。結(jié)果顯示，相似性主要在枕葉、外側(cè)頂葉和顳葉皮層，證據(jù)最強的模型是收斂模型，表明年長兒童處理視頻的方式更相似（圖3）

圖3.相似性分析結(jié)果 （電影《Despicable Me神偷奶爸》和《The Present禮物》）

情緒強度與同步度的增加有關(guān)

作者研究了在更大年齡組中，哪些特定場景或內(nèi)容會引發(fā)同步性。以適用于多數(shù)腦區(qū)的convergence模型為基礎(chǔ)，作者分析了全樣本及年齡最大的前20%兒童的動態(tài)同步性(ISPS)。按照視覺、聽覺、背側(cè)和腹側(cè)注意力等特征，將重要腦區(qū)分為多個網(wǎng)絡(luò)進行分析。通過對比高低同步場景，作者發(fā)現(xiàn)高情感強度的場景在視覺、腹側(cè)注意力和默認模式網(wǎng)絡(luò)中能增強同步性（圖4）。

圖4.《神偷奶爸》的組級動態(tài)同步結(jié)果

跨發(fā)育的默認模式網(wǎng)絡(luò)同步

年齡最大兒童雖同步范圍更大，但引發(fā)更高同步的特定場景大多與完整樣本的視聽及注意力網(wǎng)絡(luò)同步軌跡重合。這些兒童高度同步的場景數(shù)與完整樣本中額頂網(wǎng)絡(luò)的視頻一致，盡管具體場景不同。最后，年齡最大兒童與完整樣本間默認模式網(wǎng)絡(luò)顯示出最大同步差異，三個特定場景僅在這些兒童中引發(fā)高同步。結(jié)果見圖5和6。

定量分析顯示，描繪負面情緒的場景使全樣本及年齡最大兒童的視頻特征同步性增強。定性分析發(fā)現(xiàn)，《神偷奶爸》中的三個特定場景令年長兒童的同步性提高，但在全樣本中未被識別。這些場景富含多重隱含情感，例如，Gru對爪牙反應(yīng)不滿的火箭發(fā)射場景，需要理解Gru早前的內(nèi)心掙扎。此分析可能揭示情感處理的解釋與整合階段發(fā)展，以默認模式網(wǎng)絡(luò)活化為標(biāo)志。

圖5.《神偷奶爸》的組級動態(tài)同步結(jié)果（年齡大的組）

圖6.對每個視頻中最大的兒童引起更高同步的場景進行定性檢查

結(jié) 論

作者提出實證證據(jù)表明，特定情境化情感線索的編碼分布在 cortex, cerebellum and caudate。整個成長階段，對情境化情緒刺激的反應(yīng)穩(wěn)定，且微小變化顯示，隨著兒童對情感線索共識的理解增強，多模態(tài)信息整合提升。此研究對情感神經(jīng)發(fā)育模型具有重大影響。我們需要更多研究以縱向確認這些趨勢，探討社會情緒失調(diào)個體可能的偏差情況。

原文鏈接：

https://doi.org/10.1038/s41593-023-01358-9

參考文獻

Camacho MC, Nielsen AN, Balser D, et al. Large-scale encoding of emotion concepts becomes increasingly similar between individuals from childhood to adolescence [published online ahead of print, 2023 Jun 8]. Nat Neurosci. 2023;10.1038/s41593-023-01358-9. doi:10.1038/s41593-023-01358-9

編譯作者：Ayden（brainnews創(chuàng)作團隊）

校審：Simon（brainnews編輯部）






標(biāo)簽：腦科學(xué)