大腦間的同步性 Synchrony Across Brains

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關(guān)鍵詞：第二人稱神經(jīng)科學，行為同步，人際神經(jīng)同步，社會互動

摘要：

第二人稱神經(jīng)科學聚焦于研究真實時間社會互動中、發(fā)生在單個腦內(nèi)及跨互動雙方大腦的行為與神經(jīng)機制。本文為一篇綜述，系統(tǒng)梳理了為探究社會性互動現(xiàn)象及其跨越互動伙伴的行為與神經(jīng)生物學過程所開展的研究進展。更具體而言，我們著重探討腦間同步（synchrony across brains）在促進社會互動與溝通、塑造社會協(xié)調(diào)與學習中所發(fā)揮的作用，并進一步探討腦間同步減弱可能構(gòu)成精神病理的核心特征之一。

引言

社會神經(jīng)科學領(lǐng)域肇始于探究“互動心智”（interacting minds）之生物學基礎(chǔ)的理念（Frith & Frith, 1999）。在其早期發(fā)展階段，研究通常一次僅考察單個大腦；此外，當時普遍采用的實驗任務(wù)并未讓被試參與雙向社會互動，而是使其從事社會觀察——例如，要求被試觀看一張面孔刺激圖片，而非與另一真人進行互動。

隨后數(shù)年，功能性磁共振成像（fMRI）作為一種強大且非侵入性的技術(shù)日益普及并廣泛應(yīng)用，極大推動了社會知覺與社會認知神經(jīng)相關(guān)機制的研究。
然而早在2002年，已有研究證明：fMRI 可拓展至同時記錄兩名互動者的大腦活動，該方法被稱作超掃描（hyperscanning）（Montague 等，2002）。為此，研究者在技術(shù)上將兩臺MRI設(shè)備連接起來，使兩名被試可在執(zhí)行計算機化互動任務(wù)的同時接受同步神經(jīng)成像。

在其最初實現(xiàn)中，此類超掃描數(shù)據(jù)的分析方式仍與單腦分析類似，由此引發(fā)了學界質(zhì)疑：超掃描除能更高效地采集神經(jīng)影像數(shù)據(jù)之外，是否真具備獨特的科學優(yōu)勢？以及，在何種情況下，同時測量兩個大腦對于理解社會互動確屬必要（Konvalinka & Roepstorff, 2012）？

針對這些問題，學界已通過不同路徑和方法作出了回應(yīng)。本文將詳細介紹其中若干方法：它們聚焦于在實時面對面互動中，或在實驗操控重建互動序列、或檢驗被試大腦對社會刺激是否產(chǎn)生相似響應(yīng)的情境下，考察跨越互動雙方大腦的社會認知與行為的神經(jīng)生物學基礎(chǔ)。

超掃描（Hyperscanning）：
指在至少兩名個體進行相互互動的同時，同步采集其神經(jīng)影像數(shù)據(jù)的過程。

社會腦（Social brain）：
一組與社會信息加工相關(guān)的腦網(wǎng)絡(luò)與腦區(qū)，包括默認模式網(wǎng)絡(luò)，以及與情緒和獎賞加工、社會顯著性、社會知覺、動作理解相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)。

心理理論網(wǎng)絡(luò)（Mentalizing network）：
與默認模式網(wǎng)絡(luò)高度重疊的一個網(wǎng)絡(luò)，特指在對他人心理狀態(tài)（如信念、意圖）進行判斷時反應(yīng)更強的腦區(qū)集合。

默認模式網(wǎng)絡(luò)（Default mode network, DMN）：
核心包括雙側(cè)前、后中線區(qū)域（如內(nèi)側(cè)前額葉、后扣帶回/楔前葉）、顳頂聯(lián)合區(qū)（TPJ）及前顳葉；該網(wǎng)絡(luò)在涉及社會加工的任務(wù)中穩(wěn)定激活。

動作觀察網(wǎng)絡(luò)（Action observation network）：
一個社會腦網(wǎng)絡(luò)，在個體自身執(zhí)行動作以及觀察他人執(zhí)行動作時均被激活，提示其在自我–他人表征與模仿中具有重要作用。

讓心智更趨同：人際行為與神經(jīng)同步性的測量

行為同步性（Behavioral Synchrony）

人際協(xié)調(diào)（即個體將其行為與同類協(xié)調(diào)一致的能力）被不同研究領(lǐng)域公認為人類的一項關(guān)鍵能力。有觀點指出，與他人在時間上保持同步的行為，有助于增進社會聯(lián)結(jié)（Wheatley 等，2012；Vicaria & Dickens，2016）。此外，個體間行為的同步與協(xié)調(diào)，可幫助群體作為一個整體（或社會單元）行動，從而實現(xiàn)單一個體無法達成的共同目標（如 Kourtis 等，2019；綜述見 Sebanz & Knoblich，2021）。

行為同步可通過多種方式實現(xiàn)，包括：同步執(zhí)行相同的基本動作（例如共同行走、模仿伙伴動作），或與他人協(xié)調(diào)執(zhí)行不同但互補的動作。其中，基本動作同步的一類典型現(xiàn)象是行為模仿（behavioral mimicry），即無意識或自動地模仿他人的言語、動作、手勢、面部表情及注視方向（Chartrand & van Baaren，2009）。社會心理學研究表明：當個體自發(fā)（而非刻意）地復制他人行為時，會增強對對方的共情與親和感；這種模仿還能促進更復雜的人際協(xié)調(diào)形式的產(chǎn)生（如 Lakin，2013；Dumas 等，2014；Duffy & Chartrand，2015）。

除可觀測行為層面的模仿外，亦有證據(jù)顯示，在其他生理層面同樣存在同步現(xiàn)象，例如心率趨同、瞳孔擴張同步等（Palumbo 等，2017；Wohltjen & Wheatley，2021）。此類行為模仿現(xiàn)象似與所謂情緒傳染（emotional contagion）緊密關(guān)聯(lián)——即人類受他人影響并共享其情緒狀態(tài)的能力（Hatfield 等，1993）。依據(jù) Preston 與 de Waal（2002）提出的共情的知覺–動作模型（perception-action model of empathy），情緒傳染及我們自動追蹤并整合他人身體與情緒狀態(tài)的能力，可被視為一種基礎(chǔ)形式的共情，使我們得以直觀把握他人的內(nèi)在體驗。事實上，大量社會神經(jīng)科學文獻證實：觀察他人的動作與情緒時，會激活自身產(chǎn)生同類行為或情緒所涉及的腦區(qū)，此即所謂模擬機制或鏡像機制（Rizzolatti & Sinigaglia，2010，2016）。

除聚焦于簡單、相似動作之間時間耦合的研究外，另有研究考察任務(wù)導向的互補性或聯(lián)合動作任務(wù)，以探查行為或互動同步性（interactional synchrony）的內(nèi)涵?；油叫灾溉藗儏f(xié)調(diào)自身動作（無論動作本身是否相似）以與他人動作在時間上契合的情境。此時，個體不僅需執(zhí)行自身動作，還需預測他人動作，方能協(xié)同完成聯(lián)合行動（Knoblich 等，2011）。例如，Richardson 等（2015）的一項研究中，成對被試執(zhí)行一項定位任務(wù)：雙方需各自移動電腦屏幕上的光標，且避免相互碰撞。結(jié)果顯示，被試能自發(fā)形成一種非對稱的同步運動模式，這對任務(wù)成功至關(guān)重要。換言之，互補性的人際動作同步模式可支撐更復雜的聯(lián)合行動。

有趣的是，近期針對成人的研究還表明，人際行為協(xié)調(diào)不僅影響運動層面，亦會作用于認知系統(tǒng)——尤其是涉及推斷他人心理狀態(tài)的系統(tǒng)。例如，Baimel 等（2018）發(fā)現(xiàn)：與他人共同運動，會特異性增強被試對同步伙伴的心理狀態(tài)歸因能力及社會聯(lián)結(jié)感。換言之，人際協(xié)調(diào)的效應(yīng)不止于表層行為，更能深入影響參與者的情緒與認知過程，使其在某些情況下心智更趨相似、更易“讀懂”彼此。

這自然引出一個問題：我們是否也能在神經(jīng)層面觀察到跨個體的同步現(xiàn)象？此類測量又能幫助解釋什么？下文將討論兩種神經(jīng)同步形式：神經(jīng)相似性（neural similarity）與互動性神經(jīng)同步（interactive neural synchrony, INS）。前者是一種離線指標，衡量兩人大腦響應(yīng)模式的總體相似程度；后者則是一種在線指標，實時捕捉互動中大腦活動的動態(tài)對齊過程。

神經(jīng)相似性（Neural similarity）：指個體大腦對相同刺激產(chǎn)生響應(yīng)的相似程度；可通過順序數(shù)據(jù)采集（即非同時、非互動條件下）進行測量（亦稱非互動同步性）。

互動性神經(jīng)同步（Interactive neural synchrony, INS）：一種實時神經(jīng)同步的測量指標，被認為反映了與互動社會伙伴動態(tài)趨同對齊的過程（盡管該指標也可能受互動雙方固有神經(jīng)相似性的影響）。

被試間相關(guān)（Intersubject correlations, ISC）：測量神經(jīng)相似性的主流方法，通過對不同個體的腦響應(yīng)（或時間序列）進行相關(guān)分析來實現(xiàn)。

神經(jīng)相似性

Hasson 及其同事的開創(chuàng)性工作反復表明：在初級感覺皮層，個體間的共享神經(jīng)活動模式（即所謂的被試間相關(guān)，ISC，屬于一種神經(jīng)相似性）主要與刺激的低層次屬性（如亮度、聲音頻率）耦合；而在高級皮層區(qū)域，共享神經(jīng)模式則與刺激的高層次特征（如語義、意義）相耦合（如 Silbert 等，2014；Chang 等，2022）。

Nummenmaa 等（2012）利用 fMRI 研究了被試單獨觀看呈現(xiàn)不愉快、中性與愉快情緒的影片時的大腦活動。結(jié)果表明：在觀影過程中，被試在低階與高階感覺區(qū)域的腦活動確實呈現(xiàn)出同步性；且影片觀看后獲得的情緒效價評分也顯示出更高的被試間相關(guān)性。這提示：情緒在人際聯(lián)結(jié)中扮演尤為關(guān)鍵的角色——因其顯著增強了個體間神經(jīng)響應(yīng)的相似性（即更強的腦間同步），而這可能有助于促進社會互動與溝通。

另一組開創(chuàng)性研究中，Parkinson 等（2018）考察了熟悉度、社交網(wǎng)絡(luò)距離及友誼關(guān)系是否與個體在觀影任務(wù)中神經(jīng)響應(yīng)的人際相似性相關(guān)。結(jié)果證實：朋友之間的神經(jīng)響應(yīng)異常相似；且隨著被試在現(xiàn)實社交網(wǎng)絡(luò)中距離的增大，其神經(jīng)響應(yīng)相似性系統(tǒng)性降低。

另有研究進一步表明：個體在觀看自然主義刺激時神經(jīng)響應(yīng)的同步程度，與其人格特質(zhì)輪廓密切相關(guān)，并可能反映其對所見刺激解釋方式的相似性（Matz 等，2022）。

一個尚待解答的問題是：是神經(jīng)相似性促進了更多社會互動（并最終促成友誼），還是頻繁的社會互動導致了更大的神經(jīng)相似性？近期研究傾向于支持后者——例如，陌生人之間經(jīng)過交談后，其觀影時的神經(jīng)相似性顯著提高（Sievers 等，2024）；此外，即使交談內(nèi)容與影片無關(guān)，伴侶在共同觀影時的神經(jīng)同步性也會因先前的對話而增強（De Felice 等，2024）。

如上例所示，即便未同步測量兩個正在互動的大腦（見圖1），僅通過聚焦腦間同步性指標，也已為理解社會腦的運作機制及其在真實社會互動與人際關(guān)系中的功能意義，開辟了全新的研究洞見。

互動性神經(jīng)同步（Interactive Neural Synchrony, INS）

與前述研究不同，INS（或超掃描）研究可通過考察兩名（或多名）個體在實時、雙向社會互動情境下神經(jīng)活動與行為的相干性，實現(xiàn)對互動雙方大腦的同步測量。尤為關(guān)鍵的是，這一方法有助于探究：某一主體的行為與神經(jīng)過程如何影響其互動伙伴體內(nèi)正在發(fā)生或發(fā)展的相應(yīng)過程。

INS 研究不僅提升了社會神經(jīng)科學實驗的生態(tài)效度，更使我們得以在同步聚焦行為層面社會交換的同時，將行為與腦間同步性關(guān)聯(lián)起來（見圖1），從而深入揭示人類在互惠互動中彼此溝通與影響的神經(jīng)機制。

將 INS 立足于社會交換的行為指標至關(guān)重要——這有助于區(qū)分：哪些同步性是互動雙方共同建構(gòu)（co-created）的，哪些僅源于對共享環(huán)境的相似加工（similar processing）。

在實時互動中測量 INS 的研究已揭示：對話中的言語或非言語行為特征與神經(jīng)同步性密切相關(guān)。例如，Kinreich 等（2017）利用 EEG 超掃描考察了 104 名成人在自然主義男–女社交互動中的腦–腦同步性，比較了戀人與陌生人。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：僅戀人組在顳頂聯(lián)合區(qū)（TPJ）表現(xiàn)出 INS，且該同步性與行為同步指標（尤其是社會性注視交換）顯著相關(guān)。換言之，通過社會行為的微觀分析，揭示了腦間同步與身體同步之間緊密耦合的關(guān)系。值得注意的是，該項研究中的神經(jīng)同步性與言語時長或?qū)υ拑?nèi)容無關(guān)，提示 INS 的某些成分可能主要由社會互動的非言語層面（而非言語層面）所驅(qū)動。

此外，INS 在互動雙方交換信息的時段也往往更強。Ca?igueral 等（2021）采用復雜的多模態(tài)方法（包括眼動追蹤、面部動作編碼及功能性近紅外光譜，fNIRS），在被試彼此披露或不披露個人生平信息的對話中測量 INS。結(jié)果表明：在信息共享階段，被試相互注視對方面部的時長增加，面部表情也更豐富；神經(jīng)層面則發(fā)現(xiàn)顳頂聯(lián)合區(qū)（TPJ）激活增強，并出現(xiàn)顯著 INS。換言之，向他人傳遞信息的能力會同時調(diào)制非言語行為與腦活動模式，并再次促成腦間同步。尤為重要的是，Ca?igueral 等（2021）的分析模型已控制任務(wù)與刺激驅(qū)動效應(yīng)，表明所觀察到的 INS 并非僅由任務(wù)結(jié)構(gòu)或外部輸入所致。

另一項開創(chuàng)性研究進一步凸顯了顳頂聯(lián)合區(qū)（TPJ）在 INS 中的核心地位。Bilek 等（2015）采用超掃描 fMRI 與巧妙設(shè)計的沉浸式視聽互動裝置，使兩名被試在各自獨立的 MRI 掃描儀內(nèi)仍能進行真實交互。為刻畫兩腦間信息流，作者采用數(shù)據(jù)驅(qū)動方法從全樣本數(shù)據(jù)中提取成分，成功識別出 TPJ 為在基于注視的社會互動中特異性實現(xiàn)跨腦耦合的關(guān)鍵腦區(qū)。

神經(jīng)同步性的因果取向

動態(tài)因果建模（Dynamic Causal Modeling, DCM）基于有效連接（effective connectivity）——即一個神經(jīng)系統(tǒng)對另一神經(jīng)系統(tǒng)的因果性影響——并已被近期研究應(yīng)用于超掃描 fMRI 數(shù)據(jù)（Bilek 等，2022）。在該框架下，相關(guān)聯(lián)的神經(jīng)響應(yīng)成為需被解釋的數(shù)據(jù)特征；研究者需比較兩類模型——含與不含跨腦連接的模型——何者能更優(yōu)擬合數(shù)據(jù)。

這一方法是對傳統(tǒng)跨腦功能連接測量的重要補充，因為功能連接本質(zhì)上是相關(guān)性指標，其部分變異可能僅源于雙方暴露于相同的感官輸入。功能連接本身無法判定：是否必須假設(shè)跨腦連接的存在，以及該連接如何在可測量層面具體實現(xiàn)。因此，Bilek 等（2022）合理指出：我們必須經(jīng)驗性地檢驗——互動性神經(jīng)同步（INS）是否比單腦模型能更優(yōu)地解釋神經(jīng)數(shù)據(jù)。

在該研究中，作者采用超掃描 DCM，因 DCM 可區(qū)分并量化相關(guān)性的潛在因果來源。針對雙腦超掃描數(shù)據(jù)，這意味著需同時評估：（1）共享感官輸入的影響；（2）腦與腦之間的有效連接。從概念上講，Bilek 及其同事所采用的方法關(guān)聯(lián)于廣義同步（generalized synchrony）理論——即松散耦合的動力系統(tǒng)所表現(xiàn)出的特征行為（Hunt 等，1997）：若已知一系統(tǒng)的狀態(tài)，即可預測另一系統(tǒng)的狀態(tài)（Jiruska 等，2013）。

尤為關(guān)鍵的是，據(jù) Bilek 等（2022）所述，廣義同步僅當耦合系統(tǒng)具備形式或結(jié)構(gòu)相似性時才可能發(fā)生。換言之，兩個大腦唯有共享相似的動力學結(jié)構(gòu)，才可能通過廣義同步實現(xiàn)耦合。

此前，F(xiàn)riston 與 Frith（2015）已探討此問題，并基于主動推理框架進行模擬：他們提出，溝通可被視為使用相同生成模型的個體之間的過程——這些個體借此處理并注意由互動伙伴交替產(chǎn)生的感官輸入。對感覺信號的關(guān)注使得雙方能共享一敘事，用以預測他人產(chǎn)生的感覺，或自身表達該敘事。依據(jù)此觀點，互動引發(fā)的感覺信號雙向交換，會在雙方大腦狀態(tài)間誘導出廣義同步。

遵循這一邏輯，并運用超掃描 DCM，Bilek 等（2022）在雙人聯(lián)合注意任務(wù)中發(fā)現(xiàn)：存在特異于社會交換的跨腦有效連接，且方向為從發(fā)送者（sender）的右顳頂聯(lián)合區(qū)（TPJ）。換言之，兩腦之間存在因果性連接；在控制共享知覺輸入的前提下，該連接對解釋數(shù)據(jù)不可或缺。

這些發(fā)現(xiàn)凸顯了：超越功能連接、深入探究 INS 因果機制的重要性及新方法學機遇；并揭示了在互惠社會互動中，腦系統(tǒng)如何實現(xiàn)動態(tài)耦合——其中，發(fā)送者的大腦（在控制論意義上）對接受者的大腦具有因果性影響。這種因果連接可能反映以下過程：與伙伴的概念對齊（conceptual alignment）、情緒狀態(tài)表征，或?qū)ι鐣锇樾袨榈?strong>預測增強（詳見“腦間神經(jīng)同步的機制”一節(jié)）。

未來對跨腦現(xiàn)象因果性的探索，或?qū)⑹芤嬗?strong>多腦刺激技術(shù)（multi?brain stimulation）的應(yīng)用（Novembre & Iannetti，2021）。

腦間同步促進并支撐社會互動與溝通

如前所述，腦間同步存在多種形式與表現(xiàn)。本節(jié)聚焦于那些揭示溝通如何依賴人際間腦激活模式的共享相似性（即神經(jīng)相似性），以及如何通過與那些將輸入信息與先驗及概念知識進行比對評估的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)相整合，從而在互動伙伴間達成對齊，并生成共享經(jīng)驗的神經(jīng)表征（即互動性神經(jīng)同步，INS）的研究。我們還將探討 INS 出現(xiàn)的潛在認知解釋。

當兩名大腦結(jié)構(gòu)足夠相似的個體接受相同信號或刺激時，二者腦活動即可出現(xiàn)同步。這種同步出現(xiàn)較早，且構(gòu)成了溝通發(fā)展的基礎(chǔ)。事實上，人類天然具有共同體驗（并知曉）世界（即共享意識）的自發(fā)傾向。值得注意的是，“consciousness”（意識）一詞正源于拉丁語 conscientia，意為“與他人共享的知識”——這正是其原初含義。換言之，進入與其他大腦的同步狀態(tài)，似乎是共享經(jīng)驗的重要體現(xiàn)。這種經(jīng)驗與理解的共享，是任何溝通系統(tǒng)得以產(chǎn)生的根本前提——正如維特根斯坦（1973）所強調(diào)：信號的意義必須被共享，個體之間方能溝通。人類發(fā)展早期便通過各種可統(tǒng)稱為“共享意向性”（shared intentionality）的實踐（Rakoczy & Tomasello, 2007），逐步建立起對信號與世界對象的共享理解。

共享意向性最早在生命最初數(shù)月即已顯現(xiàn)：嬰兒能對與照料者面對面互動中的互惠性作出響應(yīng)；隨后，由互動共同建構(gòu)的“聯(lián)合注意”（joint attention）現(xiàn)象逐漸出現(xiàn)——互動雙方主動協(xié)調(diào)其注意力于環(huán)境中的某些方面，共享經(jīng)驗，并構(gòu)建“共同基礎(chǔ)”（common ground），后者對語言發(fā)展至關(guān)重要（如 Mundy 等，2007）。換言之，各類（日益復雜的）溝通形式，均通過具身社會互動及其所即時生成的情境而涌現(xiàn)（Galantucci，2005）；典型成年人仍持續(xù)表現(xiàn)出將自身行為與視角與他人對齊的傾向。這種通過重復互動所形成的對齊或共享意向性，會塑造大腦間的相似性，進而在未來社會伙伴的互動中促成更強的腦間對齊（De Felice 等，2024）（見圖1）。

對話本身即以多種同步形式為特征：例如，對話中的呼吸節(jié)律呈現(xiàn)相關(guān)性；交談?wù)咭矁A向于協(xié)調(diào)姿勢擺動與注視方向，即便彼此無法看見對方亦然（Shockley 等，2003；Richardson 等，2007）；人們還常同步詞匯使用（Garrod & Pickering，2004；Ireland 等，2011）。換言之，言語信號似乎在多個層面都特別高效地促成人際對齊——對話伙伴的身體在互動開始前本無協(xié)調(diào)，卻因交談而趨于同步。語言協(xié)調(diào)亦是一種關(guān)鍵認知工具，可助人類合作并達成超越個體能力的表現(xiàn)水平（Bahrami 等，2010）。

利用神經(jīng)相似性方法，Hasson 及其同事發(fā)現(xiàn)：在成功溝通中，說話者與聽者大腦呈現(xiàn)出聯(lián)合的、時間耦合的響應(yīng)模式（Stephens 等，2010）。說話者–聽者耦合在初級聽覺皮層反映對刺激低階聲學屬性的共享加工；而在高級腦區(qū)，聽者神經(jīng)響應(yīng)滯后于說話者。最引人注目的是，語言與高級社會認知腦區(qū)中的說話者–聽者耦合，反映了溝通本身與對敘事的共享理解。此外研究還表明：當溝通受阻時，高級腦區(qū)的神經(jīng)同步消失（Silbert 等，2014）；且溝通質(zhì)量與腦響應(yīng)的人際相似性程度正相關(guān)（Dikker 等，2014）。在此語言溝通背景下，整合并表征過往經(jīng)驗的概念構(gòu)建亦極為關(guān)鍵——它使大腦得以賦予感覺以意義，并借以傳達經(jīng)驗，從而可能通過社會腦趨向思想對齊與意義共創(chuàng)的傾向，引發(fā)共享或同步的神經(jīng)活動（Yeshurun 等，2021）。確實，兩項社會伙伴間的神經(jīng)同步程度已被證明可預測其在溝通游戲中的成功水平；在該研究中，神經(jīng)相似性與共情能力存在交互作用：對神經(jīng)高度相似者，共情能力不影響溝通效果；而對神經(jīng)相似性較低者，共情能力則成為預測溝通成功的關(guān)鍵（Dziura 等，2023）。

在單腦神經(jīng)成像研究神經(jīng)相似性的基礎(chǔ)上，新興研究也開始采用超掃描與雙腦成像技術(shù)，探究互動中伙伴如何構(gòu)建共同基礎(chǔ)或相互理解。Stolk 等（2013）要求被試合作在數(shù)字板上重現(xiàn)兩個標記的空間構(gòu)型，并比較所謂“溝通條件”與“工具性條件”。在溝通條件下，溝通者需確保自己與接收者的標記均按僅對其可見的構(gòu)型排列——這要求其通過自身標記的移動向接收者傳遞配置指令。這一簡單任務(wù)可靠地誘發(fā)了成對特異的溝通行為：不同二人組使用相同動作卻傳遞不同含義。有趣的是，溝通條件引發(fā)了互動伙伴更多的相互調(diào)整。關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)是：該條件下，溝通者與接收者均在內(nèi)側(cè)前額葉皮層（mPFC）與前顳葉（ATL）呈現(xiàn)相似的神經(jīng)響應(yīng)，再次凸顯腦間同步的重要性。

Stolk 等（2014）后續(xù)采用相同任務(wù)進行雙腦成像，發(fā)現(xiàn)：在溝通片段中，顳上回（STG）的跨腦相關(guān)性顯著增強，表明溝通者間的 INS 對共享意義與概念的建構(gòu)至關(guān)重要。類似地，Liu 等（2023）采用協(xié)調(diào)性符號溝通范式，要求兩名溝通者共同建立一套人際溝通系統(tǒng)。在成功建立溝通的二人組中，右側(cè)顳上回的 INS 顯著升高；且 INS 與共享意向性、溝通準確性等指標呈正相關(guān)。作者還采用經(jīng)顱交流電刺激（tACS）進一步探究 INS 增強對溝通成功的潛在因果作用：結(jié)果發(fā)現(xiàn)，同相位刺激（in?phase）可增強右側(cè) STG 的 INS，并顯著提升溝通準確性，其效果優(yōu)于偽刺激或反相位刺激。綜上，INS 在溝通期間達到峰值；而因果性研究提示：這種神經(jīng)同步可能正是溝通成功的核心機制之一。

社會互動的互惠性影響腦間同步

超掃描研究亦表明：社會互動的互惠性（reciprocity）對腦間同步具有關(guān)鍵貢獻（如 Dumas 等，2010）。Fishburn 等（2018）的一項 fNIRS 研究發(fā)現(xiàn)：當被試合作完成拼圖時，其腦間同步（INS）顯著高于各自獨立完成相同拼圖的條件；且一人的神經(jīng)響應(yīng)時間進程可預測其互動伙伴（而非獨立完成者的）響應(yīng)，表明同步具有人際特異性。

Koul 等（2023）的最新研究進一步證實：INS 會自發(fā)涌現(xiàn)，且可由人類共處時自然發(fā)生的二元行為（dyadic behavior）預測——如相互注視、身體動作協(xié)同、彼此微笑等。尤為重要的是，作者通過嚴謹?shù)膶φ辗治龃_保：所觀察到的 INS 并非個體 EEG 差異的副產(chǎn)物，而是真正反映成對特異的神經(jīng)動力學。他們比較了兩類模型：
① 僅一方個體行為即可引發(fā) INS；
② 該行為需被對方回應(yīng)，且雙方同步發(fā)生。
結(jié)果明確顯示：互惠性社會行為對 INS 的預測力顯著優(yōu)于單向行為。值得注意的是，該現(xiàn)象出現(xiàn)在無結(jié)構(gòu)化社交任務(wù)的自然互動中，這與“人類具有天然社會聯(lián)結(jié)傾向”的觀點高度一致（Coan & Sbarra, 2015）。

除促進社會歸屬感外，INS 的溝通效益亦可在計算層面予以刻畫。依據(jù)貝葉斯大腦假說與預測編碼理論，大腦是概率性預測機器，通過構(gòu)建外部世界的生成模型來預測并解釋傳入的感覺信息。關(guān)鍵在于，這些模型需持續(xù)更新以最小化預測誤差（prediction error）——即模型預測與實際觀測之間的差異（Friston, 2005）。

因此，一個具備預測能力的“社會腦”，應(yīng)會嘗試預測他人的社會行為，并觀察其實際行為（Lehmann 等，2023）。此類社會行為預測有時過于強烈，甚至導致虛假的社交知覺（false positive social perception）（Friedrich 等，2022）。然而，在真實社會互動中，行為同步性可能極大助力預測加工——它不僅可簡化對互動過程的預測，還可能促使雙方的心智模型隨時間逐漸趨同，從而降低預測誤差，增進社會理解（Mayo & Shamay-Tsoory, 2024）。

群體動力學

值得注意的是，盡管上述多數(shù)研究聚焦于二元同步（dyadic synchrony），但群體成員間的互動性神經(jīng)同步（INS）對于溝通、學習與協(xié)作同樣至關(guān)重要，且可能展現(xiàn)出不同動力學特征——例如，因領(lǐng)導者與跟隨者角色的不對稱性，或內(nèi)群體與外群體（in?group vs. out?group）因素而產(chǎn)生差異。

Jiang 等（2015）的一項研究探討了 INS 是否與領(lǐng)導者的涌現(xiàn)（leader emergence）相關(guān)——即最初無領(lǐng)導的小群體在何時、以何種方式選定某人為領(lǐng)導者。結(jié)果表明：領(lǐng)導者–跟隨者配對的 INS 顯著高于跟隨者–跟隨者配對；且在由領(lǐng)導者發(fā)起的溝通期間，其 INS 高于由跟隨者發(fā)起的溝通。INS 與領(lǐng)導者的溝通技巧（而非溝通頻率）相關(guān)，作者據(jù)此推斷：成功領(lǐng)導者所具備、并使其有效影響他人的關(guān)鍵特質(zhì)，在于社會互動中的時機把握與溝通質(zhì)量。

另一項重要研究由 Yang 等（2020）開展：作者在一項大規(guī)模 fNIRS 研究中，將 546 名被試組織為 91 組，進行三人對三人（3 vs. 3）的組間競爭任務(wù)，并通過內(nèi)群體聯(lián)結(jié)操縱（in?group bonding manipulation）增強群體認同。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該操縱顯著提升了 INS，進而促使被試更傾向于向內(nèi)群體成員捐贈金錢，并更愿意出資以擊敗對手群體。這些結(jié)果既突顯了 INS 的作用，也表明：腦間同步并不總是促進親社會行為，也可能強化內(nèi)–外群體分化。

盡管內(nèi)群體聯(lián)結(jié)可增強 INS，但其他團隊研究顯示：內(nèi)群體認同感與 INS 在預測團隊集體績效時具有可分離的貢獻。具體而言，Reinero 等（2021）讓被試佩戴 EEG 帽，以團隊合作或獨立方式解決問題；其研究優(yōu)勢在于：所有任務(wù)均通過計算機界面完成，且團隊與個體條件下的界面完全匹配，從而確保任何由刺激引發(fā)的神經(jīng)同步效應(yīng)在各組間具可比性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：團隊表現(xiàn)優(yōu)于個體；而團隊的集體績效可由全腦 INS有效預測。

呼吸性竇性心律不齊（Respiratory sinus arrhythmia, RSA）：
一種與呼吸節(jié)律相關(guān)的心率變異性生理指標，可反映個體的喚醒水平與參與投入程度。

腦間同步塑造神經(jīng)認知與社會發(fā)展及學習

生物行為同步性塑造社會情緒發(fā)展

生物行為同步性（biobehavioral synchrony）是嬰兒與照料者早期社會互動的核心特征。早在2月齡時，嬰兒便已對照料者非依隨性反應(yīng)（noncontingent responding）表現(xiàn)出敏感性（Murray & Trevarthen, 1985）。此類面對面互動為情緒共享、溝通信號交換、對他人及自我的理解，以及自我調(diào)節(jié)能力的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)于生物行為同步性的大多數(shù)研究聚焦于父母與子女（尤以母親–嬰兒為主）。值得注意的是，親子之間的同步并不僅限于簡單模仿，而體現(xiàn)為父母與孩子在社會信號、情緒狀態(tài)與溝通意圖上的協(xié)調(diào)性調(diào)諧（coordinated attunement）（Feldman, 2012）。典型做法是，在母–嬰二元體中識別協(xié)調(diào)性積極投入時段——即當嬰兒呈現(xiàn)積極情緒、發(fā)聲或注視時，母親同步調(diào)整其注視與社交觸碰行為（Atzil 等，2011；Leclère 等，2014）。

母親敏感性（即養(yǎng)育者的回應(yīng)性）可促進親子間協(xié)調(diào)同步的互動，并顯著影響兒童社會互動與認知能力的發(fā)展（Landry 等，1998；Legerstee 等，2007），以及其情緒識別與調(diào)節(jié)能力（Feldman, 2012；Bell, 2020；Yaniv 等，2021）。親子同步性既可通過行為協(xié)調(diào)性測量，亦可借助生理喚醒指標——例如呼吸性竇性心律不齊（RSA）（Bell, 2020）。母–子 RSA 同步性與其互動中的情緒狀態(tài)相關(guān)（Ham & Tronick, 2009；Capraz 等，2023），并受風險因素影響（如曾遭受虐待史）（Miller 等，2023）。

此類生物行為同步性的影響具有長期效應(yīng)：嬰兒期母–嬰行為同步性可預測成年期對情緒的神經(jīng)分辨能力（Yaniv 等，2021）。在親子關(guān)系之外，幼兒之間的同步性亦能促進親社會行為（Kirschner & Tomasello, 2009）；若嬰兒先前曾與某成人進行同步運動，則更可能主動幫助該成人（Cirelli 等，2014）。因此，兒童與父母或同齡人之間在行為與情緒上的同步協(xié)調(diào)，對其社會性、情緒性及認知發(fā)展具有強大而持久的積極影響。

神經(jīng)同步性（INS）的可測性與發(fā)展意義

隨著無創(chuàng)神經(jīng)成像技術(shù)（如 fNIRS、EEG）的進步，研究者現(xiàn)已能在親子（包括嬰兒）實時社會互動中測量同步神經(jīng)活動（即 INS）（Nguyen 等，2020a；Wass 等，2020；Turk 等，2022；Alonso 等，2024）。

• INS 在行為同步性高時亦更高，例如：成人與兒童進行直接注視時（Leong 等，2017；Piazza 等，2020），或在自然對話中輪替發(fā)言時（Nguyen 等，2021）；
• 情緒亦可調(diào)節(jié) INS：高積極情緒（而非消極情緒）同步期，與內(nèi)側(cè)/外側(cè)前額葉及顳頂聯(lián)合區(qū)內(nèi)的高 INS 相關(guān)（Santamaria 等，2020）；
• 母親敏感性（即母親行為與兒童狀態(tài)的協(xié)調(diào)調(diào)諧）可預測母–嬰神經(jīng)同步性；而母親侵入性（即在兒童非接納時段強行互動）則預測更低同步性（Endevelt?Shapira & Feldman, 2023）。

從這些數(shù)據(jù)看，INS 可被視為識別行為或情緒同步的一種更客觀補充手段，無需繁瑣的逐幀行為編碼。然而需警惕：共享視聽環(huán)境與協(xié)調(diào)行為本身即可導致神經(jīng)活動相似性，未必反映真正的相互理解或實時對齊。

超越環(huán)境共享，INS 還可能表征僅靠行為無法識別的概念對齊（conceptual alignment），包括共享視角、目標或情緒狀態(tài)，以及信息傳遞——這些均發(fā)生于嬰幼兒豐富的學習情境中（Wheatley 等，2012；Hasson & Frith, 2016）。

格蘭杰因果（Granger causality）：
一種統(tǒng)計方法，用于判定一個時間序列對另一個時間序列的預測貢獻，常用于考察互動過程中腦與腦之間的因果性影響。

圖論（Graph theory）：
一種用于刻畫腦網(wǎng)絡(luò)的方法，依據(jù)網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點之間連接的強度與數(shù)量，對網(wǎng)絡(luò)的拓撲特性（如聚類系數(shù)、路徑長度、中心性等）進行量化分析。

方法學進展：分離互動特異性同步與環(huán)境共享效應(yīng)

若干方法可助區(qū)分：哪些同步源于互動雙方的動態(tài)耦合，而非單純共享環(huán)境：

• 格蘭杰因果（Granger causality）與圖論分析可識別親子腦間網(wǎng)絡(luò)組織的方向性影響（見側(cè)欄“神經(jīng)同步性測量方法”），超越環(huán)境共享效應(yīng)。例如：在 EEG 記錄下的社會參照任務(wù)中，母–嬰腦間網(wǎng)絡(luò)在母親呈現(xiàn)積極情緒時整合度更高（Santamaria 等，2020）；即兒童與母親腦區(qū)間的神經(jīng)活動波動更相似。定向連接分析進一步顯示：積極情緒下，母親對腦間密度（即兩腦間連接程度的粗略指標）的影響更大；而消極情緒下，嬰兒影響更大。需明確：此類腦間神經(jīng)影響實則通過可觀測行為傳遞（Semin & Cacioppo, 2008），進而塑造概念模型——未來研究若將行為編碼納入腦間定向連接模型，將深化我們對同步性在情緒發(fā)展中機制性作用的理解。
• 滯后分析法（lagged analysis）亦可識別超越環(huán)境共享的神經(jīng)同步。Piazza 等（2020）在成人朗讀/歌唱給嬰兒的面對面互動中，結(jié)合 fNIRS 的滯后被試間相關(guān)與精細行為編碼，發(fā)現(xiàn)：行為同步（如相互注視時段）；提示此時 INS 可能反映對聯(lián)合行為的預期，而非共享行為的結(jié)果。
• 加權(quán)相位滯后指數(shù)（wPLI）通過排除時間零點（即排除嚴格同步的神經(jīng)響應(yīng)），可檢測非事件鎖定（non–time?locked）的跨腦 EEG 相位一致性，從而反映社會伙伴之間的生物行為調(diào)諧（如 Endevelt?Shapira & Feldman, 2023）。

或許比探究“什么驅(qū)動 INS”更令人振奮的，是研究“INS 能預測什么”。

• 正如行為證據(jù)所示，親子社會互動中的同步神經(jīng)活動與兒童情緒調(diào)節(jié)能力相關(guān)（Reindl 等，2018）。
• 在問題解決或合作任務(wù)中，INS 水平在合作情境下顯著高于競爭情境（Reindl 等，2018；Miller 等，2019）；且神經(jīng)同步性對問題解決表現(xiàn)的預測優(yōu)于行為同步性單獨預測（Nguyen 等，2020b）——提示 INS 可能捕捉了行為之外的共享目標對齊
• 與父母合作時的 INS 高于與陌生人合作時，表明預先存在的理解或相似性可促進超越單純行為協(xié)調(diào)的同步（Reindl 等，2018, 2022）。
• 在序列雙腦研究中，父母與青少年功能腦網(wǎng)絡(luò)組織的相似性，可預測二者日常情緒波動的相似性及青少年的情緒能力（Lee 等，2017）。

問題解決任務(wù)（如七巧板拼圖）還可操縱挫折水平，從而檢驗“兒童情緒調(diào)節(jié)在同步親子互動中被塑造”的假說（Feldman, 2012）。Qui?ones?Camacho 等（2020）讓學齡前兒童與父母完成一項高挫折拼圖任務(wù)后進入恢復游戲期，發(fā)現(xiàn)：恢復期母–子外側(cè)前額葉 INS 可預測兒童（而非母親），且 INS 越低，易怒性越高；而兒童易怒性亦與母–子行為同步性較低相關(guān)——表明兒童自身特質(zhì)也可能限制同步互動的機會，進而減少共調(diào)節(jié)與自我調(diào)節(jié)能力發(fā)展的可能。

因該研究為單時間點相關(guān)設(shè)計，尚無法厘清兒童易怒性與母子行為/神經(jīng)同步之間的方向性因果。

首個縱向證據(jù)：INS 預測發(fā)展軌跡

迄今唯一一項考察神經(jīng)同步性對兒童社會情緒或心理健康縱向影響的研究（Qui?ones?Camacho 等，2022）采用相同挫折–恢復范式，發(fā)現(xiàn)：4–5 歲時親子前額葉神經(jīng)同步性（而非行為同步性）；而行為同步性無此預測效度。

這是首項表明親子神經(jīng)同步性可能對發(fā)展結(jié)果具因果作用的縱向證據(jù)，意義重大。

未來縱向研究可整合：多腦區(qū)跨腦滯后相干性或影響方向性分析、行為與人格測量，以檢驗——在控制共享環(huán)境與兒童特質(zhì)后，互動中腦間對齊指標是否獨特預測兒童發(fā)展結(jié)局。

測量神經(jīng)同步性的方法

如需更全面的綜述與討論，請參閱 Hakim 等（2023）。本文所采用的分類源自其系統(tǒng)性綜述。此處我們重點介紹本綜述中討論并用于探究跨腦同步性的常見分析方法。

相關(guān)性（Correlation）：相關(guān)性方法用于衡量時間序列之間的時序關(guān)聯(lián)，亦稱為“被試間功能連接”。這是使用 fMRI 數(shù)據(jù)最常用的同步性方法，盡管其他模態(tài)也常采用。相關(guān)性可分為非互動式（神經(jīng)相似性或被試間相關(guān)）或互動式（INS；見圖1）。該方法可涵蓋整個互動時段，也可聚焦于互動過程中的特定時間窗，以評估同步性隨時間的變化。根據(jù)研究問題的不同，相關(guān)性可以是同步的，也可以是滯后的。

回歸（Regression）：基于廣義線性模型（GLM）的回歸方法在 fMRI 和 fNIRS 研究中更為常見。在此框架下，利用一個人的大腦活動預測另一個人的大腦活動（即跨腦 GLM）。此外，也可考察時間滯后關(guān)系，以識別互動雙方之間的領(lǐng)先–滯后關(guān)系。此方法的優(yōu)勢在于，行為變量可作為獨立的回歸變量納入預測模型。

相干性（Coherence）：相干性是一種衡量參與者之間在頻率域或時頻域內(nèi)信號相關(guān)程度的方法。該方法在 fNIRS 研究中最常用。一種典型做法是小波變換相干性（WTC），即將時間序列數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至時頻域，從而計算不同頻段隨時間變化的相關(guān)性。

相位同步（Phase synchrony）：該方法主要應(yīng)用于 EEG 研究，因其具有高時間分辨率，用于檢驗兩個信號彼此間相位對齊的程度。該方法的一種具體實現(xiàn)是加權(quán)相位滯后指數(shù)（wPLGI）。此方法允許研究者僅通過考察非零相位滯后，識別出獨立于共享環(huán)境效應(yīng)的同步性。

因果性（Causality）：此類方法通過格蘭杰因果、動態(tài)因果建?；虿糠侄ㄏ蛳喔傻仁侄危_定一個大腦對另一個大腦的因果影響。因果性方法對于驗證同步性是否為一種涌現(xiàn)屬性至關(guān)重要——即它源于大腦間的相互作用，而非對共享外部環(huán)境特征的被動對齊。

神經(jīng)同步性促進貫穿一生的社會學習

社會學習（social learning）是最強大的學習機制之一，尤其在生命早期（Herrmann 等，2007）。當照料者與嬰兒共同將注意力協(xié)調(diào)指向共享興趣的物體（即進行聯(lián)合注意，joint attention）時，嬰兒得以學習該物體的相關(guān)信息——如名稱、功能、對其的情緒態(tài)度等（Mundy & Newell，2007）。聯(lián)合注意本身即是一種同步活動，涉及指示性與溝通性線索（如相互注視、指物）、共享情緒、注意力與心智狀態(tài)的協(xié)調(diào)，以及社會伙伴間的信息傳遞。這一社會學習機制持續(xù)塑造我們畢生的注意、知識、欲望與偏好（Redcay & Saxe，2013；Mundy，2018）。

互動同步性可能促進學習，而諸如相互注視等社會信號，可能是驅(qū)動互動性神經(jīng)同步（INS）的關(guān)鍵機制（Leong 等，2017；Wass 等，2020；Leong 等，2021）。具體而言，人際神經(jīng)耦合學習假說（Learning through Interpersonal Neural Coupling, LINC）（Leong 等，2021）提出：指示性線索（如相互注視）可通過重置學習者（或接收者）的神經(jīng)振蕩節(jié)律，使其與信息發(fā)送者相匹配，從而實現(xiàn)最優(yōu)信息傳遞。這種重置將體現(xiàn)為更強的腦間相位同步（Leong 等，2019，2021）。因此，INS 提供了超越單腦學習機制解釋力的獨特價值（例如 Leong 等，2019；Dikker 等，2021；Pan 等，2022）。例如，在一項社會參照任務(wù)中，單次試次的學習可能性（即嬰兒是否習得物體所關(guān)聯(lián)的情緒）與親子 INS 增強相關(guān)；但學習效價（即嬰兒偏好選擇積極或消極標記物體的傾向）則與 INS 無關(guān)，而與嬰兒腦內(nèi)連接（intrabrain connectivity）相關(guān)（Santamaria 等，2020）。

這些發(fā)現(xiàn)凸顯了：為全面理解社會過程（包括社會學習），必須整合雙腦、第二人稱神經(jīng)科學的研究路徑。我們向他人學習的效果，既取決于“我”，也取決于“他”——唯有雙腦視角，方能識別并刻畫這種相互影響。

盡管學習自然發(fā)生于社會互動中，但正式教學（如課堂環(huán)境）同樣依賴社會學習機制——如注意力協(xié)調(diào)與心智狀態(tài)表征——以實現(xiàn)有效信息傳遞。這些協(xié)調(diào)過程可能反映為師生間的 INS。

大量關(guān)于社會學習與 INS 的研究以成人或師生為對象，結(jié)果一致表明：師生間更大的 INS 與學生更高的參與度（Dikker 等，2017；Bevilacqua 等，2018；Davidesco 等，2023）（Dikker 等，2017；Davidesco，2020；Pan 等，2021，2022；Zhang 等，2022；Davidesco 等，2023）。如同嬰兒研究所示，INS 甚至能在腦內(nèi)指標失效時仍預測學習效果（Davidesco 等，2023）。

為何 INS 與學習相關(guān)？已有若干機制假說：

1. 行為對齊中介說：同步性可能反映行為協(xié)調(diào)，而正是此類協(xié)調(diào)本身（而非腦間同步本身）促進了學習（Pan 等，2022）；
2. 共享注意狀態(tài)說：INS 可能表征雙方處于共享注意狀態(tài)，從而放大對視聽輸入的加工，促進對共享對象的學習與記憶（Shteynberg，2015；Dikker 等，2017）；
3. 相互預測表征說：INS 可能反映個體自身的神經(jīng)活動與對社會伙伴的預測。但在教學中，教師對學習者心智的表征與預測可能對有效信息傳遞更為關(guān)鍵。滯后關(guān)系分析可識別此類領(lǐng)導者–跟隨者模式——例如，Zheng 等（2018）利用 fNIRS 驗證了“預測–傳遞假說”（prediction–transmission hypothesis）：最佳教學效果應(yīng)體現(xiàn)為教師與學生大腦間的滯后相干性，因教師需先形成對學習者的心理表征，再進行有效信息傳遞。他們發(fā)現(xiàn)：教師顳頂聯(lián)合區(qū)（TPJ）顯著預測更優(yōu)教學成果。

類似地，Pan 等（2018）在互動性歌曲學習任務(wù)中發(fā)現(xiàn)：INS 可預測歌曲學習效果，且教師的腦活動最能被學習者預測。然而，盡管 INS 可能反映了上述對齊與相互預測過程，INS 是否在社會學習中扮演因果角色，仍是懸而未決的問題。

新興的多腦干預研究正為此提供線索：

• Liu 等（2023）等已開始揭示同步性的因果作用；
• Pan 等（2021）采用多人經(jīng)顱交流電刺激（multi?person tACS），同步刺激教師與學生在主動歌曲學習任務(wù)中負責歌曲學習的關(guān)鍵腦區(qū)——額下回（IFG）。結(jié)果：同步刺激誘發(fā)了自發(fā)的身體動作同步，并提升了學習效果；且自發(fā)身體同步部分中介了 INS 與學習效果的關(guān)系。

盡管該研究僅包含15名學生，結(jié)論需謹慎解讀，但它為探索因果機制提供了極具前景的新路徑。

腦間同步減弱作為精神病理或社會互動障礙的核心特征

精神障礙普遍以社會功能困難為特征。此外，社會互動本身具有雙重性：它既可作為保護性因素，提升生活質(zhì)量和心理健康；亦可在遭遇社會壓力與排斥時，成為風險因素，增加罹患心理問題的概率。

自閉癥譜系障礙（ASD）可被視為社會互動障礙的典型范例（Schilbach, 2016），因其核心診斷標準即為社會互動與溝通困難。然而，大多數(shù)相關(guān)研究仍聚焦于單個大腦或個體，試圖理解自閉癥中的社會挑戰(zhàn)。

與此相對，我們主張：二元互動情境對驅(qū)動個體對社會刺激的行為與神經(jīng)反應(yīng)、以及腦間同步性具有關(guān)鍵作用——這一觀點適用于自閉癥及其他精神障礙。此外，采用生態(tài)效度高、以真實社會互動為核心的實驗任務(wù)，更有可能敏感地客觀評估那些最具臨床干預意義的社會功能缺損；若再結(jié)合計算建模方法，或可發(fā)展出更靈敏的神經(jīng)標記，用以表征非典型社會互動（如 Lahnakoski 等，2022）。

例如，研究發(fā)現(xiàn)：當兩名自閉癥個體相互互動時，其社會功能缺損表現(xiàn)顯著減輕（甚至完全消失）；而當自閉癥個體與非自閉癥個體互動時，缺損則更為突出。此類臨床觀察可能與以下證據(jù)相關(guān)：自閉癥個體對他人的共情能力，在面對其他自閉癥個體時達到最高（Komeda 等，2015），這或許源于彼此間更強的相互理解。同理，非自閉癥個體也更容易推斷其他非自閉癥個體的心理狀態(tài)，而難以準確理解自閉癥個體的內(nèi)心世界（Edey 等，2016）。

在更抽象的層面上，上述發(fā)現(xiàn)或許提示：自閉癥（以及其他精神障礙）中的社會功能缺損，可能更密切地關(guān)聯(lián)于互動伙伴之間的（不）相似性，而非個體自身特質(zhì)——我們稱之為“社會互動錯配假說”（social interaction mismatch hypothesis）（Bolis 等，2017；Redcay & Schilbach，2019）。

在伙伴差異更大的二元體中出現(xiàn)更顯著社會困難的證據(jù)，或許可解釋為：當互動對象與自身更相似時，其行為便更易被準確預測——正如前文所述（Friston & Frith，2015；Dziura 等，2023）。行為研究已表明：人際間自閉特質(zhì)差異值（而非自閉特質(zhì)本身的絕對水平）與友誼質(zhì)量關(guān)聯(lián)更緊密（Bolis 等，2021）。換言之，互動伙伴間的相似性對互動成功至關(guān)重要——這與近期一項元分析結(jié)果一致：該分析證實，伴侶在多種變量上均呈現(xiàn)顯著相似性（Horwitz 等，2023）。

此外，行為研究亦顯示：含自閉癥個體的二元體中，行為同步性降低（Glass & Yuill，2024；綜述見 McNaughton & Redcay，2020）。支持“錯配假說”的是，證據(jù)表明：自閉癥者–自閉癥者配對（AUT–AUT）；但亦有研究持不同結(jié)論（Georgescu 等，2020）。

在此背景下，超掃描技術(shù)有望為社會互動障礙提供全新且獨特的洞見，并可能有助于解析自閉癥內(nèi)部的異質(zhì)性。近年已有多項超掃描研究考察自閉癥中的 INS，多數(shù)發(fā)現(xiàn)：自閉癥者–神經(jīng)典型者配對（AUT–NT）。

• Tanabe 等（2012）采用超掃描 fMRI 研究自閉癥與非自閉癥個體間基于實時注視的社會互動，發(fā)現(xiàn)：神經(jīng)典型者–神經(jīng)典型者配對（NT–NT），而 AUT–NT 配對則不然；
• Qui?ones?Camacho 等（2021）利用 fNIRS 超掃描考察自閉癥與非自閉癥成人分別與神經(jīng)典型實驗員交談時的神經(jīng)同步性，結(jié)果表明：NT 個體在顳頂聯(lián)合區(qū)（TPJ）與實驗員的神經(jīng)同步性顯著高于自閉癥個體；TPJ 同步性越低，社會功能缺損越嚴重；
• Key 等（2022）發(fā)現(xiàn)：自閉癥青少年 INS 水平越低，其社會困難的行為癥狀越顯著；
• Hirsch 等（2022）通過 fNIRS 超掃描在面對面注視任務(wù)中發(fā)現(xiàn)：自閉癥群體的跨腦相干性降低

針對上述 INS 降低現(xiàn)象，“社會互動錯配假說”可提供合理解釋：即人際差異可能干擾同步過程。事實上，近期一項研究系統(tǒng)比較了自閉特質(zhì)匹配（高/高、低/低）與不匹配（低/高）配對間的神經(jīng)同步性與行為模式。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：盡管高/高配對的溝通行為與其他組不同，但其神經(jīng)同步性反而更高（Peng 等，2024）。

未來研究可通過系統(tǒng)操控二元體間的人際差異，評估其對社會互動的影響，并探究該影響與雙方腦結(jié)構(gòu)/功能的關(guān)系。此外，超掃描研究亟需納入 AUT–AUT 配對，以檢驗“錯配假說”所預測的：此類配對是否呈現(xiàn)相似甚至更高水平的 INS（Bolis 等，2023）。

如前所述，除自閉癥外，其他精神障礙亦以社會互動困難為特征，可能同樣與行為和/或神經(jīng)同步性紊亂相關(guān)。

例如，精神分裂癥（SCZ）患者已知存在多種社會知覺異常，包括面部情緒識別、心理理論（mentalization）及人際協(xié)調(diào)障礙（Green 等，2019；參見 Pan 等，2023 的近期綜述）。異常的社會信息加工顯著損害 SCZ 患者的實際人際互動，導致社會融入困難與生活質(zhì)量下降（Couture 等，2006）。一項針對 SCZ 行為同步性的近期綜述顯示：患者在多模態(tài)任務(wù)中均存在同步障礙，且其親屬亦表現(xiàn)出類似缺損（Dean 等，2021）。Kupper 等（2015）進一步發(fā)現(xiàn)：SCZ 所謂陰性癥狀（如意志缺乏、快感缺失、社交退縮、情感淡漠）的嚴重程度，與人際同步性降低顯著相關(guān)。陰性癥狀是 SCZ 的核心特征，對現(xiàn)有抗精神病藥物反應(yīng)不佳（Correll & Schooler，2020），并構(gòu)成患者長期功能殘疾與不良預后的主要原因。

另有研究顯示：通過親社會啟動（prosocial priming），可改善 SCZ 患者與非患者間的受損行為同步（Raffard 等，2015），這或為新干預路徑提供啟示。

在神經(jīng)層面，單腦成像研究表明：SCZ 的社會缺損與默認模式網(wǎng)絡(luò)（DMN）及動作觀察網(wǎng)絡(luò)的連接異常相關(guān)——后者可能直接損害人際協(xié)調(diào)（Schilbach 等，2016；Saris 等，2022）。另有證據(jù)提示：顳頂皮層在 SCZ 中涉及自我–他人表征調(diào)控障礙（Eddy，2016）。然而，顳頂聯(lián)合區(qū)（TPJ）的異常加工是否導致 SCZ 的 INS 差異，尚屬未知。

Wei 等（2023）近期采用 fNIRS 超掃描比較了神經(jīng)典型者（NT）與精神病臨床高危（CHR）個體，發(fā)現(xiàn)在合作任務(wù)中，CHR–NT 配對在右側(cè)額下回的 INS 低于 NT–NT 配對；且 CHR–NT 組 INS 降低程度與猜疑、被害觀念等特征性癥狀評分相關(guān)。

未來超掃描研究將有助于厘清：既往在 SCZ 中發(fā)現(xiàn)的腦激活差異，如何促成 INS 異常。

抑郁癥是最常見的心理健康問題之一，其通過引發(fā)社交退縮而顯著影響社會互動行為。慢性或持續(xù)性抑郁更被明確歸因于社會互動困難。事實上，“認知行為分析系統(tǒng)心理治療”（CBASP）即專為該群體設(shè)計——此類患者常被描述為與社會環(huán)境“脫節(jié)”，可能源于早期關(guān)系困難，進而扭曲其對互動伙伴的預期。此類困難阻礙患者獲得積極社會體驗，而后者本可緩解抑郁癥狀，并增強自我效能感與自我價值感。

神經(jīng)層面，抑郁已被關(guān)聯(lián)至涉及社會認知、動作觀察以及關(guān)系事件回憶的腦網(wǎng)絡(luò)（Wade?Bohleber 等，2020；Schilbach 等，2014，2015）。在親子互動領(lǐng)域，大量研究證實：父母抑郁顯著損害對嬰兒發(fā)展至關(guān)重要的二元同步性（如 Leclère 等，2014；Golds 等，2022）。

綜上，新興證據(jù)一致表明：精神障礙與人際同步性降低呈負相關(guān)或關(guān)聯(lián)。因此，在患者與治療師之間重建同步性，已成為心理治療的重要目標——臨床觀察顯示，治療雙方會自發(fā)同步其行為、語音特征乃至心率等生理過程；而行為同步性亦與治療成效相關(guān)（參見 Atzil?Slonim 等，2023 的近期綜述）。

Koole 與 Tschacher 早在 2016 年即提出心理治療的“人際同步（In?Sync）”，認為同步性在塑造所謂“治療聯(lián)盟”（therapeutic alliance）中起關(guān)鍵作用。

元分析評估表明，治療聯(lián)盟可穩(wěn)健地解釋個體心理治療結(jié)果的相當一部分變異（Flückiger 等，2018）。Koole 與 Tschacher（2016）的模型指出：來訪者–治療師同步性（patient–therapist synchrony），并可能促進來訪者適應(yīng)性情緒調(diào)節(jié)能力及其他與療效相關(guān)的變量。該模型認為，治療聯(lián)盟植根于來訪者與治療師大腦的耦合，而行為同步性則有助于建立這種互動性神經(jīng)同步（INS）。

借鑒發(fā)展心理學視角，Koole 與 Tschacher（2016）進一步闡釋：人際同步可被視為一種外部情緒調(diào)節(jié)形式，其有效性貫穿整個生命周期，并構(gòu)成心理治療的核心成分之一。

Xie 等（2016）在單腦層面的研究表明：社會誘發(fā)的認知情緒調(diào)節(jié)（例如，治療師協(xié)助來訪者下調(diào)負性情緒）；換言之，默認模式網(wǎng)絡(luò)（DMN）很可能是與心理治療干預相關(guān)的 INS 的關(guān)鍵神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)候選者。DMN 內(nèi)的 INS 或可促進那些復雜的社會認知過程與共享心智表征——它們在心理治療中至關(guān)重要，有助于形成長期改變所需的目標與意圖。

Bilek 等（2017）一項重要的超掃描研究為上述觀點提供了實證支持：該研究考察邊緣型人格障礙（BPD）患者，在患者–對照配對中發(fā)現(xiàn) DMN 異常——特別是顳頂聯(lián)合區(qū)（TPJ）——但在患者經(jīng)心理治療后癥狀緩解、不再符合 BPD 臨床診斷標準時，該異常即消失。這表明：超掃描有望生成與疾病狀態(tài)相關(guān)的生物標志物，用以追蹤治療過程中神經(jīng)同步性的動態(tài)變化。

腦間神經(jīng)同步的機制

如前所述，行為、認知與人格因素共同驅(qū)動社會伙伴間的互動性神經(jīng)同步（INS）（見圖2）。無論是互動性還是非互動性同步，均受個體間在人格特質(zhì)、共享視角或概念對齊（conceptual alignment）等方面的相似性影響（Lahnakoski 等，2014；Yeshurun 等，2017；Matz 等，2022）。例如，人格剖面（Matz 等，2022）、易怒性（Qui?ones?Camacho 等，2020）與對不確定性的不耐受（van Baar 等，2021）均可預測個體間的神經(jīng)同步性（包括神經(jīng)同步性或 INS）。

社會互動本身的特征亦驅(qū)動互動性 INS，主要包括：

• 感知–運動層面因素：如共享的視聽輸入，以及聯(lián)合行動中身體動作的協(xié)調(diào)；
• 指示性或社會信號行為：如眼神接觸（Hirsch 等，2017；Kinreich 等，2017；Leong 等，2017；Wass 等，2020）或觸碰（Nguyen 等，2021）——這些信號是同步性的特別強有力驅(qū)動者，甚至可能重置社會伙伴的神經(jīng)振蕩節(jié)律（Leong 等，2017）（見圖2）。

有趣的是，盡管眼神接觸與更高的 INS 相關(guān)，它卻會降低瞳孔同步性（pupillary synchrony，共享注意加工的指標）（Wohltjen & Wheatley，2021），提示不同類型的同步可能涉及獨特且互補的機制。

在認知層面，學界已提出多種非互斥的解釋，用以闡明 INS 與個體間認知加工的關(guān)系（Wheatley 等，2024）：

一類解釋植根于概念對齊（Stolk 等，2014，2016；Hasson & Frith，2016）。概念對齊可體現(xiàn)為：共享知識、共享目標或共享情緒狀態(tài)。在互動過程中，個體通過反復試探與更新一個共享的概念空間，逐步達成相互理解（即“共同基礎(chǔ)”，common ground）。這種共享概念空間反映為不同于感覺運動事件時間尺度的相似時空腦活動模式（Stolk 等，2013，2014，2016）。

個體亦可通過在重復溝通中構(gòu)建共享情緒空間，實現(xiàn)情緒層面的對齊——每一方的情緒狀態(tài)均被表征于對方腦中（Anders 等，2011）。

當同步性在互動進程中被動態(tài)考察時（例如：在多輪溝通游戲中分段測量（Stolk 等，2014），或采用動態(tài) INS 分析（Li 等，2021；Likens & Wiltshire，2021）），概念對齊假說尤其具有說服力；否則，所觀察到的同步性可能僅反映互動雙方預先存在的神經(jīng)相似性。在任何互動中，實際 INS 水平均由兩方面共同決定：（1）伙伴間既有的視角與加工風格神經(jīng)相似性；（2）雙方實時相互對齊的能力（見圖2）。

上述討論的相互預測框架為 INS 提供了另一關(guān)聯(lián)性解釋，其根基在于行為行動與預測。在社會互動中，雙方均會表征自身與對方的行為；INS 信號即反映了：自身行為 + 對對方行為的預測之神經(jīng)活動總和（Hamilton，2021）。

結(jié)合相互預測與主動推理框架（如 Friston & Frith，2015；Lehmann 等，2023），Mayo & Shamay?Tsoory（2024）進一步提出：社會伙伴會協(xié)同努力，最小化自身與對方的預測誤差。在此主動推理過程中，推斷模型隨時間逐漸趨同，而這種推斷過程的相似性，可能正體現(xiàn)為 INS（Friston & Frith，2015）。

行為神經(jīng)科學路徑：探尋同步性的機制

盡管人類研究已開始檢驗同步性作用的因果假說，但受限于二元互動中可用記錄技術(shù)在時間與空間分辨率上的局限，以及實驗操控程度不足，相關(guān)進展仍面臨挑戰(zhàn)。

相比之下，行為神經(jīng)科學方法可在嚙齒類動物進行社會互動時，實現(xiàn)細胞水平的神經(jīng)解析。行為上，大鼠與小鼠亦表現(xiàn)出與人類相似的人際行為同步性。例如，在哺乳、理毛等親代–幼崽互動中，以及幼鼠進入青春期后的同輩互動中，均可觀察到社會同步現(xiàn)象（詳見 Ham 等，2023 的綜述）。

近期對蝙蝠、猴子與小鼠的研究已證實：腦間同步性（INS），其預測力優(yōu)于單純行為指標，并可預測未來的社會互動（Tseng 等，2018；Kingsbury 等，2019；Zhang & Yartsev，2019）。

更進一步，方法學新進展（如光學成像）已能在自由互動的小鼠中，以細胞分辨率同步記錄全皮層的神經(jīng)響應(yīng)（Scaglione 等，2024）。盡管尚屬初步，該技術(shù)為人類與嚙齒類同步性的直接比較開辟了新途徑，并極大提升了在嚙齒類模型中探查同步性機制性作用的能力。

Kingsbury 等（2019）在小鼠中開展的一系列精巧研究，為“相互預測理論”提供了引人注目的神經(jīng)元層面證據(jù)：具體而言，INS 源于神經(jīng)活動對自身行為與對伙伴行為的預測在雙方大腦中的共同表征。

研究者采用鈣成像技術(shù)，同步記錄多只小鼠背內(nèi)側(cè)前額葉皮層（dmPFC）中數(shù)百個神經(jīng)元的活動，發(fā)現(xiàn)：小鼠處于社會互動時，其 dmPFC 神經(jīng)元活動呈現(xiàn)顯著相關(guān)；且該相關(guān)強度在高同步行為期與低同步行為期之間并無差異——表明單純共享行為本身并非同步性的主要驅(qū)力。

與人類研究一致，當小鼠間存在物理隔板時，同步性顯著降低，提示同步性并非僅由共享環(huán)境所致。

尤為關(guān)鍵的是，研究者采用跨腦廣義線性模型（cross?brain GLM）發(fā)現(xiàn)：一只小鼠的神經(jīng)活動既可由雙方行為預測，而若將伙伴的神經(jīng)活動納入模型，則預測性能顯著提升。

在單神經(jīng)元層面，他們識別出 dmPFC 內(nèi)兩類空間混雜分布的細胞：

• 一類編碼自身在互動中的特定行為
• 另一類編碼互動伙伴的行為

正是后一類（編碼伙伴行為）的神經(jīng)元對腦間同步性貢獻最大。類似地，當基于編碼具體互動行為的“行為細胞”（而非中性細胞）進行單細胞水平預測時，模型表現(xiàn)亦顯著改善。

綜上，該研究揭示了腦間同步的神經(jīng)機制：雙方不僅表征自身行為，亦表征伙伴行為；這種共享的行為表征庫導致大腦間活動模式趨同；且 INS 的程度可預測二元體未來的互動傾向（Kingsbury 等，2019）。

人際行為同步性（Interpersonal behavioral synchrony）：
指互動個體間行為的協(xié)調(diào)，可為有意識或無意識過程，包括