《PLOS One》：Reduced cognitive empathy and differences in EEG activity in low-achieving adolescents
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学业成就低的学生在与同伴和教师的互动中往往表现出更多的适应不良行为。共情在这些互动中起着关键的中介作用，且与学业表现相关。特别是，面部情绪识别（facial emotion recognition）是社会情绪加工（socioemotional processi
学业成就低的学生在与同伴和教师的互动中往往表现出更多的适应不良行为。共情在这些互动中起着关键的中介作用，且与学业表现相关。特别是，面部情绪识别（facial emotion recognition）是社会情绪加工（socioemotional processing）的一个组成部分，可能有助于共情反应。为探讨共情、情绪识别与学业成就之间的关系，研究人员开展了一项比较研究，研究对象为40名14–17岁的学生，分为两组：一组为参加学校支持计划的低学业成就组，另一组为学业表现良好的对照组。研究采用多方法（multimethod approach）设计，包括基本共情量表（Basic Empathy Scale）、面部表情识别测试和脑电图（electroencephalographic, EEG）记录。结果显示，在主要的组间分析中，低学业成就组的认知共情显著较低。两组在面部情绪识别准确率上的总体差异无统计学意义。脑电分析确定了面部表情加工过程中源级振荡活动估计值的探索性组间差异。这些电生理学发现提供了与任务相关活动模式的补充信息，但不应被解释为共情的特定神经标志物，也不应被视为行为性面部情绪识别缺陷的确认。总体而言，多方法方法为低学业成就青少年的社会情绪功能提供了互补的视角，尽管探索性脑电结果需要谨慎解读，并需在更大规模的独立样本中进行重复验证。
一、研究背景与问题提出
学业成绩低下的学生往往面临辍学风险，并在社会情绪层面表现出适应不良行为，如社交技能欠缺、情绪不稳定以及与同伴和教师关系不健康。西班牙中学依法为无法正常升学的学生设立“学习与表现提升小组及强化计划”，参与该计划的学生被定义为低学业表现组（low academic performance group, LAP）。以往研究指出，共情作为情绪智力的关键组成部分，有助于理解他人情绪并建立适当的社会关系，且与学业成就呈正相关。具有共情能力的人往往在社交网络中获得信任和支持的中心位置，从而获得更多解决问题的资源。然而，目前尚无研究采用自我报告、行为学和神经生理学三方方法联合考察低学业成就青少年共情及相关社会情绪加工特征。已有研究多将共情与面部情绪识别（facial emotion recognition, FER）分开考察，缺乏对二者及其神经生理基础的联合分析。基于此，本研究旨在回答以下问题：LAP组是否在共情发展水平上显著低于对照组；两组在面部表情加工过程中的振荡性脑电活动是否存在差异；以及共情与面部情绪识别表现是否与探索性源级振荡活动估计值相关。研究人员假设LAP组社会价值发展较差、共情水平显著较低，且面部情绪识别表现低于对照组。
二、研究设计与主要结论
研究人员招募40名14–17岁中学生，其中20名来自学业强化计划（LAP组），20名全部课程通过（对照组）。因脑电数据质量原因，1名对照被试被排除，最终脑电样本为39人（LAP: n=20；对照组: n=19）。研究采用多方法设计，包括基本共情量表（Basic Empathy Scale）、社会技能量表和青少年价值观量表，以及基于Karolinska Directed Emotional Faces（KDEF）图片库的面部表情识别测试，同时记录脑电图（electroencephalographic, EEG）活动。结果显示，经FDR校正后，LAP组在认知共情、社会价值观、公正平等、个人价值观和诚实方面显著低于对照组，而整体共情、情感共情和社会技能等未达显著差异。面部情绪识别准确率和反应时的组间主效应及交互效应均不显著。探索性源级分析发现，两组在theta、alpha和beta频段的振荡活动存在组间差异，主要涉及颞叶、枕叶、顶叶和体感皮层区域，但这些发现被明确视为探索性结果，不构成共情或面部情绪识别的特异性神经标志物。FER表现与认知共情呈正相关（ρ=0.411, FDR-adjusted p=0.034），但该关联在敏感性分析中稳定性有限。本研究的重要意义在于首次采用三方方法联合刻画低学业成就青少年的社会情绪功能特征，提示认知共情而非情感共情可能是该群体的关键社会情绪维度。
三、关键技术与方法
本研究采用多方法设计，主要技术方法包括：（1）自我报告量表：采用西班牙语版基本共情量表（Basic Empathy Scale）评估情感共情和认知共情，采用社会技能量表和青少年价值观量表评估社会技能与价值发展；（2）行为学测试：使用KDEF（Karolinska Directed Emotional Faces）面部表情图片库，包含7种基本表情（恐惧、愤怒、厌恶、快乐、悲伤、惊讶和中性），共56张图片，通过E-Prime软件随机呈现，记录正确率和反应时；（3）脑电记录与分析：采用24电极（Ag/AgCl）弹性帽按10/20国际系统放置，mBrainTrain Smarting放大器以500 Hz采样率记录EEG，使用Brainstorm软件进行预处理，包括50 Hz陷波滤波、0.1 Hz高通滤波和110 Hz低通滤波，采用信号空间投影（Signal Space Projection, SSP）去除眼动、心电和运动伪迹，基于对称边界元法（symmetric BEM）构建容积导体模型，采用sLORETA（standardized low resolution brain electromagnetic tomography）变体进行源级活动估计，计算功率谱密度（power spectral density, PSD），覆盖theta（4–7 Hz）、alpha（8–12 Hz）、beta（13–30 Hz）、低gamma（31–50 Hz）和高gamma（51–100 Hz）频段。统计上采用非参数置换t检验（10,000次随机化），显著性阈值为α=0.001，并采用Benjamini–Hochberg FDR校正控制多重比较。样本来源为西班牙一所中学，绝大多数学生来自中产阶级背景。
四、研究结果
（一）共情、社会技能与青少年价值观
经FDR校正后，LAP组在认知共情、社会价值观、公正平等、个人价值观和诚实方面显著低于对照组，控制组在这些变量上得分均高于LAP组。整体共情、情感共情、社会技能、沟通技能、自信、冲突解决、亲社会性、承诺、诚信、责任、个人主义价值观、社会认可和享乐主义在两组间无显著差异。敏感性分析显示，四项价值观相关组间差异在排除潜在离群值、逐一剔除被试以及调整年龄和性别后仍保持显著；认知共情的组间差异在调整年龄和性别后被削弱（系数衰减47.3%），其置信区间包含零，提示年龄与组别存在实质性人口学重叠。
（二）行为学结果
混合设计重复测量方差分析显示，面部情绪识别准确率的组别主效应（F(1,38)=3.252, p=0.079）和组别×情绪交互效应（F(6,228)=1.316, p=0.251）均不显著；反应时的组别主效应（F(1,38)=0.373, p=0.545）和交互效应（F(6,228)=0.648, p=0.692）亦不显著。情绪类别主效应在准确率（F(6,228)=61.855, p<0.001）和反应时（F(6,228)=9.347, p<0.001）上均显著，表明表现随情绪类别而变化，但与组别无关。
（三）电生理学结果
探索性源级分析发现，两组在注视期和面部表情条件中均存在达到预设统计阈值的组间差异。具体而言，LAP组在左侧颞叶和枕叶区域的theta和alpha频段活动较低，右侧颞叶和顶叶区域的beta频段活动较低，双侧前颞叶区域活动较低；LAP组在右侧颞枕区域还观察到alpha频段活动增高。敏感性分析表明脑电地形图总体稳定，但恐惧条件在剔除特定被试后敏感性较高。控制组别、年龄和性别后，FER表现与认知共情呈正相关（ρ=0.411, FDR-adjusted p=0.034），但与整体共情和情感共情无显著关联。该关联在排除潜在离群值后不再显著，在逐一剔除分析中仅77.5%的迭代保持FDR校正后显著性。振荡活动与FER或共情相关指标之间无任何关联在FDR校正后保持显著。
五、讨论与结论
本研究发现LAP组认知共情显著较低，并在面部表情加工过程中观察到探索性源级脑电振荡活动的组间差异，但面部情绪识别准确率的总体组间效应不显著。因此，自我报告、行为学和电生理学结果应被视为互补性观察而非单一社会情绪或神经缺陷的汇聚性证据。价值观相关的四项组间差异在各项敏感性分析中保持稳定，而认知共情的差异受年龄和性别调整影响较大，但年龄并非独立显著预测因子，提示年龄与组别存在重叠而非因果关系。FER与认知共情的正相关方向稳定但统计显著性中度敏感，应视为初步发现。脑电差异涉及theta、alpha和beta频段的广泛皮层区域，可能反映注意控制、情绪调节、反应选择、感觉运动模拟等更广泛的任务相关过程，而非共情或面部情绪识别的特异性机制。研究结论指出，低学业成就学生在认知共情、社会价值观、公正平等、个人价值观和诚实方面显著较低，认知共情而非情感共情可能是该群体的关键社会情绪维度。面部情绪识别准确率的组间差异不显著，脑电发现不应被解释为行为性FER缺陷的确认、精确解剖定位或认知共情减弱的特定神经关联。研究局限性包括样本量较小（虽在脑电情绪研究常见范围内）、低密度EEG配置（22个记录通道）限制源定位空间分辨率、横断面设计、未直接评估情绪调节和执行功能、未考察社会经济地位和文化背景等变量。未来研究需在更大规模独立样本中采用更高密度EEG配置进行重复验证，并开发更具生态效度的实验范式，整合神经生理、行为学和社会情境测量，以更全面理解教育情境中共情发展的多维本质。
