共情的神经生物基础*
潘彦谷 刘衍玲 马建苓 冉光明 雷 浩
(西南大学心理学部心理健康教育研究中心; 认知与人格教育部重点实验室(西南大学), 重庆 400715)摘 要 共情指个体感知或想象他人的情感, 并部分体验到他人感受的心理过程。共情包括情感共情和认知共情两个独立成分。情感共情的神经网络包括前脑岛(AI)、前扣带回(ACC)以及镜像神经系统(MNS), 认知共情的核心脑区是腹内侧前额叶(vmPFC)。共情的神经网络在个体发展中逐渐成熟并受到认知评价的调节。另外, 催产素和催产素受体基因多态性与共情密切联系。未来应该深入研究躯体感觉皮质在疼痛共情中的作用,共情和亲身情感体验的神经网络的区别, 开展催产素改善共情缺陷个体的干预研究, 采用脑成像基因技术研究基因多态性与共情神经网络的关系以及提高共情研究范式的生态效度。
关键词 共情;分类号 B845
共情(Empathy)指个体感知或想象他人的情感, 并部分体验到他人感受的心理过程(Singer &Lamm, 2009)。共情与怜悯(compassion)、同情(sympathy)、共情关怀(empathic concern)等概念类似, 但它们又存在区别。共情的特征是个体的情感反映了情感共享(与他人同感受), 然而怜悯、同情、共情关怀的特征是个体的情感内在地指向他人(同情他人)。共情可以帮助个体更好地理解和预测他人的情绪和行为, 共情也可以促进利他与合作行为, 因此共情在人际交往中扮演了非常重要的角色(de Vignemont & Singer, 2006)。De Waal(2008)认为共情是长期进化的结果, 是利他行为的近因动机。Bartal, Decety 和Mason (2011)研究老鼠的共情和亲社会行为, 证明共情激发个体的利他行为具有生物学根源。最近几年采用脑成像技术(fMRI)、事件相关电位技术(ERP)以及特定脑区损伤病人研究等方法研究共情的神经生物机制,取得了丰硕的成果。研究发现共情包括情感共情和认知共情两个相互独立的成分, 每个成分涉及不同的神经网络。并且, 共情的神经网络随着个体发展逐渐成熟。同时, 共情的神经网络受到个体认知评价的调节。另外, 研究还发现催产素对共情有重要的作用。因此, 本文将从以上几个方面对共情的已有研究进行梳理, 并对其未来的研究进行展望。
1 共情的脑机制
脑损伤病人研究证明, 共情包括情感共情和认知共情两个独立的成分。情感共情指个体无意识的情绪感染和情绪识别。认知共情指个体对他人情感的理解。Dziobek 等人(2008)采用多向共情测验量表(MET)研究孤独症病人, 发现孤独症病人的认知共情能力受损, 但是情感共情能力与正常被试没有差别。Harari, Shamay-Tsoory, Ravid 和Levkovitz (2010)在边缘性人格障碍病人研究中也发现情感共情和认知共情的分离。他们研究发现,与健康被试相比, 边缘性人格障碍病人表现出更低的认知共情能力和更高的情感共情能力。Shamay-Tsoory, Aharon-Peretz 和Perry (2009)通过对脑损伤病人的研究发现, 大脑腹内侧前额叶(vmPFC)损伤病人认知共情能力低, 但情感共情能力正常; 大脑额下回(IPG)损伤病人情感共情能力低, 但认知共情能力正常。这些研究证明了共情包括两个独立的成分。
1.1 情感共情的神经网络
1.1.1 前脑岛(AI)和前扣带回(ACC)
个体在理解他人的情感和行为时, 依赖相应神经表征的激活。Preston 和De Waal (2002)指出,观察或者想象一个处于特殊情感状态的人将自动激活观察者相应的神经表征, 同时出现相关的自主反应和躯体反应。
共情的神经科学研究采用的主要范式是疼痛共情研究。疼痛共情指个体感知或者想象他人的疼痛, 并且自身体验到疼痛的心理过程。Singer等人(2004)较早采用fMRI 研究疼痛共情, 他们在实验中设置两种条件, 一种条件是让被试接受疼痛刺激, 另一种条件是让被试观察信号, 信号出现暗示他们的爱人正在接受疼痛刺激。结果发现,两种条件下, 被试的背部前扣带回(dACC)、前脑岛(AI)、脑干和小脑都激活, 而且前脑岛和前扣带回的激活程度与被试自我报告的共情得分呈正相关。但是只在被试亲身经历疼痛刺激时, 次级躯体感觉皮质和后脑岛激活。随后, Morrison, Lloyd,Di Pellegrino 和Roberts (2004)采用fMRI 技术研究疼痛共情, 他们也设置了两种条件, 一种条件是让被试手指接受中等程度的针刺, 另一种条件是让被试观看他人的手指接受同样的针刺。结果发现, 两种条件下被试的右侧背部前扣带回(dACC)都激活, 但是只在被试亲身接受针刺时,初级躯体感觉皮质激活。这两个研究证明疼痛共情激活疼痛脑区的情感动机部位(背部前扣带回和前脑岛), 没有激活疼痛脑区的躯体感觉部位。与前面研究不同, 后来的研究发现疼痛共情也激活疼痛脑区的躯体感觉部位。Benuzzi, Lui,Duzzi, Nichelli 和Porro (2008)研究发现, 疼痛共情激活顶叶和左边后脑岛皮质, 这些大脑皮质参与疼痛的躯体感觉加工。Cheng, Yang, Lin, Lee 和Decety (2008)采用脑磁图描记术方法研究疼痛共情。结果发现, 疼痛共情抑制躯体感觉皮质的磁振动, 从而证明疼痛共情激活躯体感觉皮质。最近, Lamm, Decety 和Singer (2011)通过疼痛共情脑成像研究的元分析发现, 疼痛共情的核心神经网络是双边前脑岛和前扣带回。另外, 该元分析还发现, 只有采用图片范式(采用形象的疼痛图片诱导共情)的研究发现疼痛共情激活躯体感觉皮质, 而采用线索范式(采用抽象的疼痛线索信号诱导共情)的研究没有发现躯体感觉皮质的激活。这些研究结果证明, 前脑岛和前扣带回在疼痛共情中具有重要作用。疼痛共情是否激活躯体感觉皮质, 依赖研究范式的不同, 采用图片范式激活躯体感觉皮质。
前脑岛和前扣带回皮质在共情中的重要作用在其他感觉和情绪中也得到证实, 比如嗅觉、味觉、恐惧、焦虑以及积极情绪等。例如, Wicker等人(2003)曾研究了嗅觉共情。他们在实验中设置两种条件, 一种条件是让被试观看厌恶表情的电影, 另一种条件是让被试闻厌恶气体。结果发现,两种条件下被试前脑岛区域都激活。同样, Jabbi,Swart 和Keysers (2007)也在实验中设置两种条件研究味觉共情, 一种条件是让被试观看别人品尝令人愉快或不愉快食物的视频, 另一种条件是让被试自己品尝相同的食物。结果发现, 两种条件下被试的前脑岛区域激活相似。另外, 该研究还发现前脑岛(AI)的激活与共情的个体差异(共情问卷测量)正相关。最近, Fan, Duncan, de Greck 和Northoff (2011)通过元分析发现, 与疼痛共情相似,被试观看他人的恐惧、高兴、焦虑等情绪产生共情反应时, 被试的前脑岛和前扣带回皮质也激活。这些研究证明, 除了疼痛共情, 其他形式的共情也激活前脑岛和前扣带回皮质。
与此相反, 也有初步研究发现前脑岛和前扣带回皮质不是必然在各种共情中都激活。Blakemore, Bristow, Bird, Frith 和Ward (2005)研究发现, 被试观看他人身体部位被正常触摸, 被试自己的躯体感觉皮质也激活, 但边缘结构(包括前脑岛和前扣带回)没有激活。但是, 目前这样的反面证据还不充分, 这可以是未来深入研究的方向。
1.1.2 镜像神经系统(MSN)
镜像神经系统(MNS)位于大脑的额下回(IFG)的背部区域和顶下小叶(IPL)的头部区域。观看他人的情绪与自己体验相同的情绪时, 镜像神经系统都会激活。研究证实, 镜像神经系统在共情中有重要作用。
近来, Pfeifer, Iacoboni, Mazziotta 和Dapretto(2008)采用fMRI 技术研究证明镜像神经系统的激活与共情的情感成分有非常显著的关系。他们在实验中让儿童被试模仿或者观察不同的表情, 同时用fMRI 扫描他们的大脑, 然后用共情量表评估儿童的共情倾向。结果发现, 儿童的共情倾向得分与大脑镜像神经元区域(IFG)和情感表征区域(杏仁核)的激活程度显著正相关, 相关系数分别为0.81 和0.54。另外, Carr, Iacoboni, Dubeau,Mazziotta 和Lenzi (2003)研究发现, 前脑岛(AI)把边缘系统(limbic system)与镜像神经系统(MNS)连接起来, 在共情中具有重要的桥梁作用。例如, 当观察者看到他人愤怒时, 镜像神经系统自动激活,然后通过前脑岛把神经冲动传递给边缘系统的杏仁核, 杏仁核也被激活, 从而观察者同样也体验到愤怒情绪。
但是, Molenberghs, Cunnington 和Mattingley(2009)对镜像神经系统(MNS)参与共情模仿的研究进行元分析却发现, 顶上小叶、顶下小叶(IPL)、背部前运动皮质以及额叶都在共情模仿中激活,但是额下回(镜像系统的主要部位)没有激活。并且,顶上小叶(非镜像神经元区域)和顶下小叶(IPL,镜像神经元区域)同等程度地激活。这个元分析证明顶叶和额叶的大部分区域, 而不只是镜像神经元区域在共情模仿中有关键作用。因此, 镜像神经系统在共情中的作用有待进一步研究。
1.2 认知共情的核心脑区
认知共情指个体理解他人的情感, 与情感心理理论的含义相同(Walter, 2012)。心理理论包括情感心理理论和认知心理理论两个不同成分。情感心理理论指个体对他人情感的理解, 而认知心理理论指个体对他人想法的理解。认知共情只是心理理论的一部分, 只包括理解他人的情感, 不包括理解他人的想法。因此, 共情与心理理论是两个交叉概念, 交叉点就是认知共情(情感心理理论)。关于认知共情的脑成像研究发现, 认知共情激活心理理论的神经网络的一部分, 同时也激活情感加工的脑区(如杏仁核)。心理理论激活的神经网络包括:内侧前额叶(mPFC)、颞上沟(STS)、颞顶交接处(TPJ)、颞极(TP) (Frith & Singer, 2008; Van Overwalle &Baetens, 2009)。
Mitchell (2009)研究发现内侧前额叶(mPFC)的腹侧部位(vmPFC)和背侧部位(dmPFC)具有不同的功能。Shamay-Tsoory 和Aharon-Peretz(2007)研究49 个脑损伤病人, 发现大脑腹内侧前额叶(vmPFC)损伤病人在理解他人情感(认知共情)的任务上表现差, 但在理解他人想法的任务上表现正常。相反, Kalbe 等人(2010)采用经颅磁刺激技术, 研究发现大脑背内侧前额叶(dmPFC)与理解他人想法有关。这两个研究证明, 内侧前额叶(mPFC) 的腹侧部位(vmPFC), 而不是背侧部位(dmPFC)在认知共情中有重要作用。
Shamay-Tsoory 等人(2009)研究30 名脑损伤病人, 结果发现, 腹内侧前额叶(vmPFC)损伤病人认知共情能力受损, 但情感共情能力正常。同样, Schnell, Bluschke, Konradt 和Walter (2011)采用健康被试研究发现, 相对于理解他人的想法,认知共情更强地激活左侧的腹内侧前额叶(vmPFC)。最近, Lev-Ran, Shamay-Tsoory, Zangen和Levkovitz (2012)采用经颅磁刺激方法研究腹内侧前额叶(vmPFC)在理解他人情感(认知共情)中的作用, 结果发现, 对腹内侧前额叶(vmPFC)的损伤导致被试理解他人情感的能力受损。这些研究证明, 腹内侧前额叶(vmPFC)在认知共情中具有非常重要的作用。
1.3 小结
根据以上分析, 共情可以分为情感共情和认知共情。情感共情指个体无意识的情绪感染和情绪识别, 其涉及的神经网络包括:参与自我疼痛的前脑岛(AI)和前扣带回(ACC), 参与共情模仿的镜像神经系统(MNS), 其包括额下回(IFG)和顶下小叶(IPL)。认知共情指个体理解他人的情感,其神经基础主要是腹内侧前额叶(vmPFC)。