《COGNITIVE, AFFECTIVE & BEHAVIORAL NEUROSCIENCE》：Parental brain responses to own and unknown children’s emotional facial expressions: An fMRI study
编辑推荐：
亲子关系对儿童社会情绪发展至关重要。以往研究多聚焦于婴儿母亲，揭示了与奖赏（reward）、显著性（saliency）和心理理论（theory of mind, ToM）相关的神经网络。本研究为预注册（preregistered）研究，旨在将上述发现拓展至父亲
亲子关系对儿童社会情绪发展至关重要。以往研究多聚焦于婴儿母亲，揭示了与奖赏（reward）、显著性（saliency）和心理理论（theory of mind, ToM）相关的神经网络。本研究为预注册（preregistered）研究，旨在将上述发现拓展至父亲及年龄较大的儿童，考察母亲和父亲对学龄前儿童情绪面孔的大脑反应。研究纳入89名父母（41名母亲，48名父亲）及其子女（44名女儿，45名儿子）。研究人员考察了儿童面孔身份（亲生的、陌生的）和情绪（高兴、中性、悲伤）对父母神经活动的影响，并检验了其与父母及儿童生物性别、父母参与度（parental involvement, PI）和敏感性（parental sensitivity, PS）的关联。全脑分析（whole-brain analyses）显示，与儿童身份（亲生＞陌生）相关的显著性网络和心理理论网络存在差异性神经激活，中央后回（postcentral gyrus）的激活则与儿童情绪（亲生悲伤＞亲生高兴）及生物性别相关。值得注意的是，母亲和父亲的神经反应具有可比性。然而，后续感兴趣区（region of interest, ROI）分析揭示了一个独特的父母×儿童生物性别交互作用：随着父母敏感性的增加，父亲对女儿高兴面孔的腹内侧前额叶皮层（ventromedial prefrontal cortex, vmPFC）招募减少。综上，本研究增进了对父母、尤其是父亲情绪性儿童面孔加工神经基础的理解。
论文解读：父母脑对学龄前儿童情绪面孔反应的fMRI研究
一、研究背景与问题提出
高质量的亲子关系是儿童社会情绪发展的关键。有效养育的核心在于父母能够识别并恰当回应儿童通过情绪面孔传达的需求。以往研究多聚焦于婴儿母亲，发现“父母脑”涉及感觉加工、显著性、动机、奖赏和情绪等多个相互连接的神经网络。然而，该领域存在若干重要空白：第一，关于父母对已超出“婴儿图式”（Kindchenschema）年龄范围的较大儿童脑反应的研究甚少，且尚无研究在严格限制的学龄前年龄段内考察身份效应；第二，现有文献过度集中于母亲，父亲研究匮乏，且缺乏对父母脑活动直接比较的研究；第三，个体养育差异（如父母参与度PI和敏感性PS）与父母脑活动的关系尚未被系统考察；第四，儿童生物性别及其与父母生物性别的交互作用在代际神经影像研究中未得到充分利用。基于此，本研究旨在通过考察学龄前儿童（平均5.5岁）情绪面孔，综合父母与儿童生物性别及养育个体差异，更全面地理解父母脑反应机制。
二、研究设计与技术方法
研究在德国莱比锡马克斯·普朗克人类认知与脑科学研究所开展，经当地伦理委员会批准。最终样本包括89名无亲属关系的父母（48名父亲，平均年龄39.49岁；41名母亲，平均年龄36.85岁）及其子女（45名儿子，平均年龄5.64岁；44名女儿，平均年龄5.62岁）。研究采用功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging, fMRI）技术，使用西门子MAGNETOM Skyra Fit 3T扫描仪及32通道头线圈采集数据。实验采用2（身份：亲生、陌生）×3（情绪：中性、高兴、悲伤）的因子设计，每名父母观看120张儿童面孔图片。陌生儿童图片与亲生儿童性别匹配。数据预处理使用SPM12完成，包括切片时间校正、头动校正、配准、标准化至蒙特利尔神经科学研究所（Montreal Neurological Institute, MNI）空间及空间平滑。第一水平分析采用一般线性模型（general linear model, GLM），第二水平分析涵盖全脑单样本t检验、多元回归分析及独立双样本t检验。此外，研究人员在12个先验定义的感兴趣区（region of interest, ROI）内开展探索性分析，ROI坐标源自Abraham等人（2014）的研究。父母参与度（parental involvement, PI）采用14项父母责任量表（Parental Responsibility Scale, PRS）评估，父母敏感性（parental sensitivity, PS）采用情境反应问卷（Situation-Reaction Questionnaire, PS-SRQ）评估。所有主要假设和分析均进行了预注册（AsPredicted #65147）。
三、研究结果
Q1：身份和情绪的主效应及交互效应
全脑分析显示，预注册的身份对比“亲生＞陌生”在低级和高级视觉区、前扣带皮层（anterior cingulate cortex, ACC）、前辅助运动区（pre-supplementary motor area, pre-SMA）、脑岛、小脑、中脑、背外侧前额叶皮层（dorsolateral prefrontal cortex, dlPFC）和 anterior 颞顶联合区（temporoparietal junction, TPJ）出现增强激活。对比“亲生高兴＞陌生高兴”在pre-SMA、运动皮层、小脑、前部和中部扣带皮层、壳核及大范围视觉-枕-颞网络观察到增强的BOLD信号变化。对比“亲生高兴＞亲生悲伤”显示视觉-枕区和SMA活动增强。“亲生＞陌生”与“亲生高兴＞陌生高兴”两个对比的激活模式存在显著重叠。这些发现表明，即使超出婴儿图式阶段，父母脑仍对亲生儿童的情绪面孔保持高度敏感。
Q2：父母脑对儿童情绪面孔反应的习惯化
该部分分析结果不显著，详见补充材料。
Q3：与父母参与度和敏感性的关联
以PI和PS为协变量的全脑多元回归分析在FWE校正后未产生显著激活。但对比“亲生高兴＞陌生高兴”中，左侧额下回（inferior frontal gyrus, IFG）存在一个接近显著的簇（FWE校正p=0.053），在纳入父母年龄作为协变量的敏感性分析中达到显著（FWE校正p=0.023）。
Q4和Q5：父母和儿童生物性别
全脑双样本t检验未发现母亲与父亲在三个Q1对比中存在显著差异，表明父母脑反应总体可比。针对儿童生物性别的分析发现，对比“亲生高兴＞亲生悲伤”在“女儿＞儿子”方向上中央后回存在一个显著簇。事后比较显示，儿子悲伤面孔（M=?0.90, SD=0.63）比女儿悲伤面孔（M=?1.47, SD=0.78）引起显著更强的中央后回激活，t(88)=?3.81, p<0.001。
探索性ROI分析
在12个先验ROI中，左侧腹内侧前额叶皮层（ventromedial prefrontal cortex, vmPFC）在对比“亲生＞陌生”和“亲生高兴＞陌生高兴”中显示出与父母和儿童生物性别及PS相关的显著效应。对于高阶对比“亲生高兴＞陌生高兴”，存在父母生物性别、儿童生物性别与PS的三向交互作用，F(3, 86)=22.58, p<0.001。分组分解显示，仅父亲-女儿配对中脑活动与PS呈强负相关（r=?0.7, p<0.001），而父亲-儿子（r=0.13, p=0.51）、母亲-女儿（r=0.08, p=0.68）和母亲-儿子（r=?0.26, p=0.28）配对均不显著。进一步分析表明，该负相关仅存在于“亲生高兴”条件下（r=?0.5, p=0.02），且PS的“共情”分量表是唯一与脑活动显著相关的子量表（r=?0.48, p=0.037）。
四、讨论与结论
本研究发现，父母脑在显著性网络和心理理论网络中对亲生儿童面孔表现出差异性激活，在中央后回中对儿童情绪和生物性别表现出差异性激活。母亲和父亲的神经反应总体可比，但ROI分析揭示了一个独特的父亲-女儿交互效应：随着父母敏感性增加，父亲对女儿高兴面孔的vmPFC反应降低。
关于身份和情绪效应，研究发现“亲生＞陌生”对比激活了心理理论（TPJ）、奖赏（腹侧被盖区ventral tegmental area, VTA）和显著性加工（脑岛、ACC）相关区域，与既往婴儿和幼儿研究一致。视觉皮层和运动区的激活可能反映了父母对儿童线索的准备性神经过程。事后效价评定显示，主观效价仅受情绪影响（高兴＞中性＞悲伤），不受身份影响，表明身份相关的神经效应反映了与养育相关的独特神经活动。
关于父母生物性别，全脑分析未发现母亲与父亲之间的显著差异，支持父母脑激活总体可比的结论。关于儿童生物性别，中央后回对儿子悲伤面孔的选择性增强激活可能与该区域在社会认知和情绪表征中的作用相关。
关于养育个体差异，全脑分析未发现PI或PS与神经活动的强关联，但ROI分析揭示了PS与父亲-女儿配对中vmPFC活动的独特负相关。该效应特异于“亲生高兴”条件，且与PS的共情子量表相关。这一发现提示，高敏感性父亲在面对女儿高兴面孔时可能表现出不同的神经加工模式，其具体机制有待进一步研究。
综上，本研究将父母脑研究拓展至学龄前儿童和父亲群体，证实了亲子关系神经基础在婴儿图式阶段之后的持续存在，并揭示了父母敏感性、父母与儿童生物性别组合对特定脑区活动的调节作用，为理解养育行为的神经机制提供了重要见解。
