综述:人类行动的关键维度:内容与形式

《Neuroscience & Biobehavioral Reviews》:The Key Dimensions of Human Action: Content and Form

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月12日 来源:Neuroscience & Biobehavioral Reviews 7.6

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  行动理解依赖于两个互补的神经系统的协同作用。顶-额镜像网络编码行动的内容(即行动是什么),而一个独特的岛叶-扣带回网络则通过活力形式(vitality forms, VFs)编码行动的执行方式(即行动如何进行),从而将目标识别与情感-运动表达整合在一起。活力形

  
行动理解依赖于两个互补的神经系统的协同作用。顶-额镜像网络编码行动的内容(即行动是什么),而一个独特的岛叶-扣带回网络则通过活力形式(vitality forms, VFs)编码行动的执行方式(即行动如何进行),从而将目标识别与情感-运动表达整合在一起。活力形式可在多种感觉通道中得到表征。无论是通过运动、声音、触觉还是言语传达,温和与粗暴的活力形式均能稳定地招募背侧中央岛叶(dorso-central insula, DCI)和中间扣带回皮层(middle cingulate cortex, MCC),揭示了解码人际态度的共享神经机制。类人机器人能够利用类似人类的运动学特征传达活力形式。当机器人表达具有生物学合理性的活力形式时,它们会激活与人类互动过程中相同的神经回路,并塑造人类的运动反应,这凸显了它们在实现自然且具有社会效能的人-机器人交互(human-robot interaction, HRI)方面的潜力。
本文综述了行动目标与行动形式(即活力形式,VFs)的神经基础及其相互作用,并探讨了类人机器人表达活力形式对人类观察者的影响。主体部分总结如下:

**1. 引言**

社会互动通过言语和非言语行为实现相互影响。理解观察到的行动不仅包括识别其目标,还包括理解行动执行方式所传递的信息。行动目标由顶-额镜像机制中介,而行动形式则通过活力形式加以表征。活力形式描述了行动在时间上展开的动态方式,即行动“如何”被执行,而非“什么”行动意图达成。活力形式通过运动学特征,如力量、速度和时间轮廓表现出来,并可用“温和”“粗暴”“有力”“犹豫”等术语描述。活力形式传达个体的内部情感状态,其神经基础涉及背侧中央岛叶和中间扣带回皮层。顶-额回路与岛叶-扣带回回路构成整合目标理解与情感-运动方面的功能解剖学基础。此外,人-机器人交互研究显示,类人机器人的活力形式能影响人类观察者,并在视觉处理上与人类活力形式共享神经机制。

**2. 行动目标的神经编码:观察与执行**

猴镜像神经元的发现促使大量研究探索人类是否存在镜像机制。fMRI研究的元分析显示,动作观察与动作执行在双侧前运动皮层、顶叶和感觉运动区存在一致激活,包括腹侧前运动皮层、前辅助运动区(pre-SMA)及整个下顶小叶。近期立体脑电图(stereo-EEG, sEEG)研究提供了更精细的时间信息。Del Vecchio等人(2026)将抓握动作分为准备、伸臂抓握和操作三个阶段,识别出三个时间聚类:背侧动作观察网络(dorsal action observation network, dAON),包含顶内沟区AIP、PFt及前运动区6d和6a,该网络在伸臂抓握阶段持续激活;腹侧动作观察网络(ventral action observation network, vAON),包含下顶小叶PFop和腹侧前运动区6r,呈现紧张性持续激活;以及后外侧裂周围区域对应体感区S2(haptic action observation network, hAON),在抓握和操作阶段均有显著活动增强。sEEG时间分析表明,行动观察与行动执行的时间进程高度相关,支持镜像机制在行动理解中的作用。此外,Gusman等人(2026)记录了四肢瘫痪患者左前中央回神经元对不同程度拟人化刺激的反应,发现动作观察诱发的神经活动随效应器的人类相似度增加而增强,表明人运动皮层对行动编码依赖于观察代理的拟人化程度。

**3. 活力形式的神经编码**

**3.1 活力形式的知觉**

**视觉通道**:功能磁共振成像(fMRI)研究发现,观察以温和或粗暴活力形式执行的传递性及非传递性手部动作时,参与者关注行动类型与关注行动形式激活重叠的枕-颞区和顶-额网络;而关注活力形式时,背侧中央岛叶(DCI)特异性激活。

**听觉通道**:动作产生的声音也能传达活力形式。听温和与粗暴的手部动作声音激活产生这些声音的顶-额网络,同时额外激活背侧中央岛叶和中间扣带回皮层(MCC)。

**触觉通道**:握手等物理接触可传达情感态度。fMRI研究表明,传达温和或粗暴触觉活力形式的握手激活背侧中央岛叶和中间扣带回皮层,且情绪面部表情可调节这些激活。

**3.1.1 语言**

口语表达也能传达活力形式。听以温和或粗暴活力形式发音的意大利语动词(如“dammi”“prendi”)时,除了激活语言区和语义相关的顶-额网络,还激活左侧背侧中央岛叶和中间扣带回皮层。相比之下,无活力形式的机器人语音不激活岛叶。这表明背侧中央岛叶选择性加工语言信息传递的情感方式,而非语义内容。结合共言语手势研究,左侧额下回(IFG)和岛叶在言语-手势整合及交流情境中发挥重要作用。

**3.2 活力形式的产生**

在社交互动中,个体不仅知觉活力形式,也不断产生和表达它们。使用同样动作范式的fMRI研究表明,想象和执行活力形式激活与知觉相同的岛叶皮层区域;后续研究还发现中间扣带回皮层参与活力形式的运动表达。背侧中央岛叶和中间扣带回皮层构成的网络为理解他人行动的情感风格及通过运动传达自身情感状态提供了神经基础。此外,在行动执行前诱导正性或负性情感状态会激活左前岛叶和背外侧前额叶皮层(dlPFC),这些激活编码行动开始前的情感状态,为后续运动过程提供背景信息。

**4. 行动目标与活力形式之间的相互作用**

从解剖学角度看,背侧中央岛叶与腹侧前运动皮层、前额叶46区及下顶小叶——即动作观察网络(AON)的关键节点——存在密集的白质纤维连接。动态因果建模(dynamic causal modeling, DCM)研究揭示了有效连接模式。在观察无活力形式的动作时,视觉信息通路为后上颞沟(pSTS)→下顶小叶(IPL)→前运动皮层(PM),处理行动目标。当观察传达活力形式的动作时,额外通路为pSTS→背侧中央岛叶→前运动皮层,处理活力形式信息。在执行动作时,无活力形式的运动信息源从前运动皮层投射至下顶小叶;而执行传达活力形式的动作时,额外通路从前运动皮层腹侧部(PMv)投射至背侧中央岛叶。另一项DCM研究考察行动前情感状态的影响:参与者被要求在行动前16秒内维持正性或负性情感状态,结果发现岛叶和前额叶皮层在情感阶段已经激活,并调节前运动皮层活动;随后在执行期间,前运动皮层反过来调节岛叶和前额叶活动。这种相互作用赋予运动行为以特有的情感色彩。

**5. 活力形式与社会交流的新视角**

本综述的证据表明,活力形式提供了社会互动中持续交换的情感-运动线索。活力形式不是行为的附属特征,而是个体传达态度、倾向和即时立场的基本机制。它们在行动与情感之间架起桥梁,将运动学特征与人际含义联系起来。神经生物学上,存在一个专门的岛叶-扣带回网络与顶-额行动系统交互,表明社会交流依赖两个部分分离但整合的过程:一个编码行动目标,另一个编码行动的情感-运动质量。活力形式挑战了运动控制与社会交流之间的传统分离,运动系统不仅朝向外部目标生成动作,还作为态度和情感状态持续表达、传递和共享的媒介。

**6. 活力形式作为未来类人机器人的框架**

将活力形式整合进机器人系统,可增强人-机器人交互的自然性与社会效能。Di Cesare等人(2020)使用fMRI考察类人机器人iCub表达活力形式时的神经激活。仅以不同速度执行的手部机器人动作激活顶-额网络,但不激活背侧中央岛叶;而当机器人复制人类温和与粗暴活力形式的运动学特征时,背侧中央岛叶显著激活。这表明人脑对机器人动作的活力形式敏感,背侧中央岛叶选择性地编码无关代理来源(人类或机器人)的活力形式。进一步的运动学研究发现,iCub机器人在视频和真实互动中表达的温和或粗暴活力形式显著调节参与者的运动学参数,产生类似人类之间的“传染效应”。这些结果表明,类人机器人传达的活力形式足以诱导人类观察者的行为调节,从而塑造人-机器人互动的动力学。

**局限性与开放问题**

目前多数活力形式研究来自少数研究团队,需要独立实验室和多样化方法验证。背侧中央岛叶对活力形式的功能特异性尚未完全确立,该区域可能存在多个功能亚区,且现有研究主要集中于温和与粗暴两种活力形式,更广泛的活力形式谱系如热情、犹豫、抑郁等仍有待探索。活力形式与情绪状态的关系需要澄清:相同情绪可经由不同活力形式表达,其神经基础如何交互有待研究。此外,现有研究多集中于上肢动作,其他效应器如腿部运动和全身动作传达的活力形式是否依赖相同神经环路尚不清楚。最后,自闭症谱系障碍等临床群体中活力形式知觉和产生存在改变,研究活力形式网络的发展与临床改变可为社会交流的神经基础提供见解,并启发新型干预策略。
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