非侵入性双脑同步刺激通过增强人际神经同步促进社会合作

本研究针对人际神经同步(INS)与社会合作的因果关系这一科学难题，创新性地采用经颅直流电刺激(tDCS)技术，在81对受试者进行囚徒困境任务时同步刺激右侧颞顶联合区(rTPJ)。研究发现主动双脑tDCS能显著增强rTPJ的INS，提高合作策略选择率和经济收益，首次证实了rTPJ的INS对社会合作具有因果性影响，为理解社会交互的神经机制提供了新视角。

　　

社会合作是人类生存和进化的关键能力，但对其神经机制的理解仍存在重大空白。虽然既往研究发现人际神经同步(INS)与社会合作相关，但这些研究多为观察性，无法确定因果关系。更关键的是，传统单脑研究范式难以捕捉社会互动中"双人舞"般的神经协同过程。右侧颞顶联合区(rTPJ)作为心理理论的核心脑区，在合作中扮演重要角色，但其INS是否直接驱动合作行为尚不清楚。

为解决这些问题，中国的研究团队在《NeuroImage》发表创新性研究。该研究采用高精度经颅直流电刺激(tDCS)联合功能性近红外光谱(fNIRS)超扫描技术，在囚徒困境任务中对81对受试者进行四种干预：主动双脑rTPJ刺激、假刺激、单脑刺激和控制脑区刺激。通过精确量化INS变化与行为策略的关联，结合格兰杰因果分析(GCA)和中介模型，系统揭示了双脑神经同步影响合作行为的因果链条。

关键技术方法包括：1)采用4×1高密度tDCS阵列精准刺激rTPJ；2)双人同步fNIRS记录24通道脑活动；3)小波变换相干性(WTC)计算INS；4)基于策略的行为分类系统；5)交叉设计验证因果性。所有参与者完成合作竞争人格倾向量表，并按得分高低确定玩家顺序。

研究结果部分：

1. INS增强源于主动双脑刺激
   在任务同步刺激阶段(Condition 2)，主动双脑组在反馈期表现出显著的TPJ(CH4)-TC(CH12)和PFC(CH13)-TC(CH12)的INS增强，效应量d=1.405-1.474。这种增强具有频率特异性(0.08-0.14Hz)，且仅在双脑同时刺激时出现。

2. 效应特异性验证
   相比单脑刺激组，主动双脑组TPJ-TC连接INS增幅更高(d=0.695)；与枕叶刺激对照组相比，rTPJ刺激特异性增强TPJ-TC同步性(d=0.980)。交叉实验设计进一步证实该效应的可重复性。

3. 双向神经耦合
   GCA显示TPJ-TC存在双向信息流，但无显著方向偏好，表明双脑刺激建立了对称性神经对话而非主从关系。

4. 行为与经济收益改变
   主动双脑组合作策略(TT)使用率增加16.1%，非合作策略(DD/DT)减少14.6%-6.8%，平均经济收益提高5.9元。中介分析证实策略改变是INS影响收益的关键路径(间接效应12.21)。

5. 时间动态特征
   INS增强仅出现在刺激-任务同步阶段，6分钟后消退，说明效应具有任务依赖性即时特征。

研究结论与意义：
该研究首次通过因果干预证据表明，rTPJ的人际神经同步直接促进社会合作。创新性地发现：1)双脑同步刺激可特异性增强TPJ-TC功能耦合；2)这种神经同步通过促进互惠策略选择提升合作效率；3)效应呈现"在线依赖"的时间特性。理论上，突破了传统单脑研究的局限，确立了"双脑互动"研究范式；方法上，开发出可精确调控人际神经耦合的技术体系；应用层面，为自闭症等社交障碍的神经调控治疗提供新思路。研究还提出"不对称同步"假说，即最优合作需要TPJ(心理理解)与TC(行动解读)的互补性协同，这为理解社会脑网络的分布式编码机制开辟了新方向。

局限性包括刺激定位依赖10-20系统而非神经导航，以及仅考察24小时内的短期效应。未来研究可结合精准定位技术和多时间点评估，进一步优化干预方案。这项发表于《NeuroImage》的工作，为社会神经科学领域树立了双脑研究的典范，标志着我们从"观察相关"迈向"操控因果"的新阶段。