组内神经同步性作为社会同质性的生物学标志：基于宗教与世俗群体的比较

《Proceedings of the National Academy of Sciences》：In-group neural alignment serves as a biomarker of social identity

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摘要

在这项研究中，我们提出了对神经同步性的新视角。除了反映个体之间的共同理解之外，我们认为神经同步性还是社会同质性的生物学标志。我们观察了42名参与者（21名为宗教信徒，21名为世俗人士）在观看中性和与宗教相关的视频叙述时的fMRI神经反应。尽管在情绪反应、一致性和参与度的显性测量中，组内方差没有显著差异，但代表更紧密社会结构的宗教信徒在所有内容类型和大脑网络中表现出更高的组内神经同步性。值得注意的是，同步性值的预测准确性高达92%，能够识别宗教取向。我们得出结论，一个社区的同质性社会结构驱动了广泛的神经对齐，使得神经同步性成为超出显性行为测量的群体凝聚力的潜在标志。

在观看自然场景刺激时，个体的神经活动会保持一致（1）。低阶区域的同步性反映了感觉处理过程，而在高阶区域，尤其是默认模式网络（DMN）中，同步性则标志着共享的解释（2–4）。对于与社会相关的内容，神经同步性可以预测群体特征，如体育迷（5）、政治立场（6）、7）和文化背景（8）。

虽然通常认为神经同步性反映了共享的解释，但影响同步性的其他因素尚不清楚。宗教提供了一个有力的研究案例：宗教社会具有更紧密、更同质的社会规范（9）、统一的语言模式（10），以及与异质的世俗群体相比更为封闭的网络（11、12）。

我们假设宗教信徒在观看中性和与宗教相关的叙述时，会表现出更高的组内神经同步性，这种同步性与解释的相似性无关。为了验证这一点，我们比较了21名宗教信徒和21名世俗人士在fMRI过程中观看自然场景视频时的神经同步性。

结果

参与者观看了三个视频：一个中性的新闻片段和两个与宗教相关的叙述（“Kosher”和“Chametz”）。我们计算了组内个体间的相关性（ISC），比较了组间的体素级同步性，并使用支持向量机（SVM）分类器根据ISC来预测宗教取向，并评估了行为变异性的组间差异。

显性解释和反应的方差

在27项显性解释和情绪反应的测量中，23项在组内方差上没有显著差异。只有两项中，宗教信徒的反应更为同质（对Kosher的兴趣；对中性的愤怒），而世俗人士在另外两项中更为同质（对两个宗教视频的幸福感，其中标准差SD = 0）。总体而言，世俗人士的文本反应方差更为同质（图1）。

图1.

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行为和文本反应的方差。（A）每个视频的显性测量（行：中性、Kosher、Chametz）：一致性、兴趣和情绪参与度的VAS评分（0到100）以及扫描后的情绪评分（1到5）。（B）自由文本响应的组内语义相似性：每个响应的嵌入与其组的留一法中心点之间的余弦相似性分布。在六个条件中的五个条件，组间没有差异（BF₀₁ = 0.99到3.09；BF₀₁ > 1表示平等）；例外是Kosher描述，宗教信徒表现出更高的相似性（BF₀₁ = 0.38，d = 0.73）。

神经同步性

在所有视频中，宗教信徒的同步体素数量显著多于世俗人士（所有P < 0.001；图2）。在评估一个组中唯一同步的区域时，宗教信徒显示出更多具有更高同步性的独特区域（P < 0.001）。按网络对体素进行分组后发现，宗教信徒在所有视频和51个网络比较中，有一半的网络中同步区域的比例显著更高，尤其是在默认网络、控制网络、注意网络和显著性网络中（图2）。

图2.

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神经同步性预测宗教取向。（A）具有显著组内ISC的脑图（P < 0.05，经过FDR校正）。暖色表示宗教群体中的同步性显著更高。（B）17个网络中同步体素的比例，显示宗教信徒的同步性一致更高。（C）SVM准确率映射出同步性有效预测取向的区域。

SVM分类

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SVM分类器利用神经同步性可靠地预测了宗教取向，大量区域的预测准确性高于 chance 水平（范围从0.643到0.920）。在所有内容中，前扣带回和腹侧枕叶皮层的预测准确性始终很高（图2）。

讨论

无论叙述内容如何，宗教信徒的神经反应在整个大脑中的同步性都比世俗人士更为显著。关键的是，这种全局模式在显性行为测量中没有体现，这表明神经同步性反映的是同质的社会结构，而不仅仅是共同的即时反应。

虽然以往的研究将自然场景下的神经同步性视为高阶网络中共享解释的功能（3、7、13），但我们的结果表明，所有17个网络都存在广泛的同步性，这种同步性是显性行为同质性无法解释的。

我们认为这是由于宗教社区通过集体仪式和社会化培养了共同的认知模式（14），将这些同质性嵌入到了早期感觉区域。然而，如同任何群体间的研究一样，可能存在其他未测量的因素影响了观察到的同步性差异。此外，我们的发现可能部分反映了以色列社会中宗教与世俗之间的特定特征；将其推广到其他文化和宗教背景还有待未来的研究。虽然我们的样本量与自然场景fMRI研究相当，但要将神经同步性确立为社会结构的生物学标志，还需要在更大样本中重复验证。尽管如此，将当前的发现与神经同质性的证据（15）结合起来，我们挑战了传统的基于状态的神经同步性观点。我们认为，组内的神经对齐可能是群体潜在社会结构的标志。

方法

参与者

共有42名健康的、右利手的希伯来语母语者参与研究：21名为宗教信徒（13名女性，平均年龄M = 25.2岁，SD = 3.14岁）和21名为世俗人士（14名女性，平均年龄M = 24.8岁，SD = 2.19岁）。特拉维夫大学的伦理委员会和Sheba Tel-Hashomer医疗中心的赫尔辛基机构委员会批准了这项研究，所有参与者都提供了书面知情同意书。

设计

参与者在fMRI过程中观看了三个视频：一个中性的天气报告和一个与宗教相关的医院政策新闻项目（Chametz），以及一个由宗教发言人发布的Kosher认证视频。观看视频后，他们提供了视觉类比量表（VAS）评分，评估了一致性、兴趣和情感参与度。扫描结束后，他们还对离散情绪进行了评分，并提供了自由文本描述（更多详情见补充材料）。

成像和分析

补充材料。神经同步性通过体素级的ISC计算得出。显著性阈值采用了相位随机化和假发现率（FDR）校正。SVM分类器通过留二法交叉验证在ISC分数上进行训练。包括SVM阈值在内的详细方法论见补充材料。

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