联合行动与并行行动的神经动力学差异:双人EEG研究揭示集体目标表征的独特机制

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Social Cognitive and Affective Neuroscience 3.9

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  研究人员通过双人脑电图(EEG)技术,对比研究了联合行动(JA)与并行行动(PA)的神经机制差异。实验设计匹配任务复杂度,发现集体目标表征会引发早期ERP(事件相关电位)增强(O-wave)和晚期CNV(关联负变)减弱(E-wave),且与伙伴动作变异性(△RTvar)显著相关。该研究首次揭示了联合行动中"目标共享-动作预测"的动态平衡机制,为理解社会互动障碍提供了新视角。

  

当人们跳探戈或合作烹饪时,与单纯并列行动有着本质区别——这种差异不仅体现在行为层面,更植根于大脑的神经机制。尽管过去二十年对联合行动(Joint Action)的研究已揭示动作表征和同步化的重要性,但关键问题仍未解决:当物理动作和任务复杂度完全匹配时,追求集体目标与个体目标的神经过程究竟有何不同?这一问题的答案对理解人类社交演化的核心特征至关重要。

意大利米兰大学Cognition in Action(CIA) Unit的研究团队在《Social Cognitive and Affective Neuroscience》发表创新性研究。通过精心设计的双人视频游戏范式,要求40名参与者使用操纵杆控制卡通角色,在联合行动(JA)条件下共同运输一把铲子,在并行行动(PA)条件下各自运输独立铲子。研究采用同步双人EEG记录技术,结合反应时间(RT)和变异性(RTvar)的行为测量,以及基于FieldTrip的集群置换分析,首次捕捉到联合行动特有的神经动态特征。

关键技术包括:1) 双人同步EEG记录系统(g.Hlamp放大器,1200Hz采样率);2) 匹配复杂度的JA/PA视频游戏任务设计;3) 基于集群置换法的ERP差异分析;4) 反应时间与神经活动的相关性研究。

行为结果显示:虽然成功率无差异,但PA条件下的反应时间(RT)显著长于JA(406ms vs 329ms,p<0.001),RTvar也更高(0.247 vs 0.173,p<0.001)。特别值得注意的是,伙伴间的RTvar在两种条件下都呈现显著相关性(r=0.47 in JA,r=0.40 in PA),且△RTvar变化在伙伴间高度同步(r=0.46)。

ERP结果揭示戏剧性的动态转换:早期时间窗(-1250至-880ms)JA比PA引发更强的额中央负波(O-wave)和枕顶正波;晚期时间窗(-880至0ms)则出现反转模式,JA显示更弱的中央顶叶负波(E-wave)和额叶外侧正波。这种"早期增强-晚期减弱"的双相模式与伙伴△RTvar显著相关,表明集体目标表征初期需要更多认知资源,但后期因动作可预测性提高而降低负荷。

这项研究突破性地证明:联合行动并非简单叠加个体动作表征,而是建立独特的神经动力学模式。早期O-wave增强反映集体目标的认知整合需求,晚期E-wave减弱则体现伙伴动作可预测性带来的效率优化。这种动态平衡机制为解释自闭症等社交障碍的神经基础提供了新思路,也为开发更精准的社交能力评估工具(如CNV生物标记)奠定理论基础。研究结果支持"集体目标表征"的哲学假设,证实共享意向性会重塑从认知加工到运动准备的全过程神经活动。未来研究可进一步探索该机制在复杂社会互动(如音乐合奏、团队运动)中的扩展表现。


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