在自然威胁情境下脑电图受试者间同步性的条件相关动态变化

《BMC Psychology》：Condition-related dynamics of EEG inter-subject synchrony during naturalistic threat viewing

　　

摘要

背景

在自然威胁情境下，观察者如何使其神经反应与持续变化的共同刺激结构保持一致，这一现象为相关研究提供了重要背景。本研究通过脑电图主体间相关性分析（EEG-ISC），对不同状态下的限带功率时间序列进行检测，以探究休息状态、面对威胁情境以及观看中性内容时神经活动的同步性。

方法

17名健康成年人在实验过程中被要求保持睁眼状态，同时记录其休息时的脑电信号、被视为恐惧情境的高唤醒度特技视频信号，以及情感上中性的特技视频信号。研究采用滑动窗口快速傅里叶变换提取限带功率，再通过留一法相关性分析并结合费希尔z变换来计算主体间相关性。研究者分析了德尔塔波段、西塔波段、阿尔法波段和贝塔波段下的主体间相关性差异，同时还研究了时间动态变化、窗口长度对结果的影响、匹配时长控制因素，以及与特质焦虑之间的潜在关联。

结果

在分析的德尔塔波段到贝塔波段范围内，不同情境下的主体间相关性存在显著差异：观看视频时的神经同步性高于休息状态，而面对恐惧情境时的主体间相关性又高于观看中性内容时的水平。其中阿尔法波段上的主体间相关性差异最为明显，但由于未能分离出周期性与非周期性光谱成分，因此具体频率层面的解读仍需进一步验证。时间动态分析显示，各视频片段内的主体间相关性基本保持稳定，但恐惧情境下的阿尔法波段主体间相关性会随时间逐渐减弱。窗口长度和匹配时长控制分析结果基本保持了不同情境下的相关性特征。而在小样本量下，针对特质焦虑与恐惧引发的主体间相关性之间关联的探索性分析并未得出可靠结论。

结论

这些研究结果表明，EEG-ISC可作为自然威胁情境下观察者共享且受刺激驱动的神经处理过程的标志。威胁相关情境可能会促使观察者更集中地追踪不断变化的刺激结构，从而在群体层面实现更强的神经同步。至于与焦虑相关的发现，则需要在更大样本量中进行进一步验证。