威胁会可靠地引发高水平意识形态投入的变化,但迄今为止,很少有研究探讨这些动态背后的神经机制。本文描述了如何应用持续θ脉冲经颅磁刺激来检验后内侧前额叶皮层(和/或其它脑区)在威胁相关意识形态转变中的作用。
威胁会可靠地引发高水平意识形态投入的变化,但迄今为止,很少有研究探讨这些动态背后的神经机制。本文描述了如何应用持续θ脉冲经颅磁刺激来检验后内侧前额叶皮层(和/或其它脑区)在威胁相关意识形态转变中的作用。
数十年来,行为科学研究已记录了态度和意识形态依从性在应对各种挑战时的功能性变化,但迄今为止,很少有研究阐明这些动态背后的神经机制。本文描述了如何利用持续性θ脉冲串经颅磁刺激(continuous theta burst transcranial magnetic stimulation)来实验性地评估大脑皮层区域在威胁相关意识形态转变中的因果作用。在本文提供的示例方案中,参与者在接受后内侧前额叶皮层(pMFC)抑制或假刺激后,会接触到一种威胁启动刺激——即对其自身不可避免的死亡及身体分解的明确提醒。随后,在一系列干扰任务的掩蔽下,评估参与者意识形态依从性的相对程度;在本示例中,具体涉及群体偏见和宗教信仰。那些pMFC被抑制的参与者,即使刚刚被提醒死亡,面对批评其本国内群体的移民时,表现出更少的群体偏向性反应,且对积极的来世信念(即,上帝、天使和天堂)的坚信程度也更低。这些结果补充了先前的研究发现,即对pMFC进行持续性θ脉冲串刺激会影响社会从众行为和信息分享行为,并说明了利用经颅磁刺激研究高水平社会认知转变神经基础的可行性。
本文介绍了一种近期开发的实验性神经调控方法,用于调节意识形态威胁反应,特别关注民族主义偏见和宗教信仰1。然而,需要强调的是,下文所述程序应被视为一种有前景的通用研究方法的示例性体现,该方法可用于借助经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation, TMS)研究高水平社会与意识形态认知(例如,规范性判断、政治态度)的神经基础。为了在理论上定位这一“概念验证”示例,本文简要回顾了以往关于威胁检测与意识形态投入之间关联的研究,包括这些效应可能对应的神经相关机制。
威胁与种族中心主义
人们生活于社会群体之中,有时甚至为社会群体而牺牲2通过结成联盟,个体能够共享知识和物质资源,从而获益。由于分享有价值的物质或信息资源会使个体处于易受伤害的状态,因此人们有动机去评估他人是否可能回报自己的善意,或是否会滥用自己的慷慨。3将他人归类为与内群体具有共同利益,被认为可通过增强相互关怀与信任,促进内群体成员间的协调合作。这种偏向内群体的种族中心主义也可能导致对外群体成员认知的负面评价——即认为其不可靠,甚至具有明显敌意,因而不应享有内群体资源。4,5在冲突情境下,群体偏见不仅会抑制合作行为,还会激发针对那些被认为属于或同情敌对联盟的个体的攻击行为。6如果在漫长的进化过程中,内群体偏爱促进了繁殖适应性7,8,那么心智可能是经由自然选择塑造以支持种族中心主义的9,10,尤其是在威胁情境下11,12与这种对种族中心主义的功能性解释一致,观察发现,个体在受到威胁启动后,其表达对群体意识形态承诺的程度会增强13,14,15尽管社会科学家数十年来一直在研究威胁对意识形态承诺的影响,但直到最近,研究才开始关注其背后的大脑机制16,17,18,19,20在本实验方案中,一个先前与低水平问题解决相关的脑区(例如,通过更新运动反应以获得奖励)被证明有助于意识形态信念的权宜性转变。
威胁、意识形态承诺与后内侧前额叶皮层
后内侧前额叶皮层(pMFC)包括背侧前扣带皮层(dACC)以及位于辅助运动皮层前方的背内侧前额叶区域(dmPFC)。研究表明,pMFC参与了对负面刺激的多种反应21,22,23。pMFC在检测当前状态与期望状态之间的差异方面发挥作用,并进一步调节决策和行为以减少此类差异24,25,26。例如,dACC参与相对低水平的认知控制功能,如斯特鲁普任务(Stroop)、弗兰克任务(Flanker)、分配注意任务或Go/No-Go任务中所测量的功能25。类似地,在更高层次的抽象认知中,pMFC中的dACC成分被认为在个体暴露于威胁性刺激(e.g.,对不确定性或死亡的提醒)后,会引发对道德或文化价值观更强烈的意识形态表达17,18。研究发现,死亡概念的相关线索同样会触发dmPFC的活动27,28,并增强意识形态表达(e.g.,国家认同、对违反规范者的惩罚)14。社会孤立的相关线索也被观察到会加剧种族中心主义12,并激活dACC29。
pMFC 中的 dmPFC 成分尤其可能是抑制对群体外成员亲社会行为的关键区域,因为 dmPFC 被认为在调节自我相关处理中具有重要作用 与 社会决策过程中彼此之间的互动30,31越来越多的研究表明,人类的亲社会倾向——在其他条件相同的情况下,对同群体成员表现得尤为明显——可能部分源于一种倾向,即无论情绪或行为源自自身还是他人,都会激活相似的神经系统。32这种自我-他人神经共振的程度已被发现能够预测亲社会行为33,34,35与联盟偏见在调节亲社会行为中的作用一致,神经共鸣及相关亲社会行为受到群体认同等因素的影响36,32基于群体认同对亲社会性进行调节的现象可能与涉及背内侧前额叶皮层(dmPFC)的抑制性前额叶认知控制机制有关,因为dmPFC在对自发模仿行为的张力性调控中具有重要作用。37,30,以及在自我与他者视角之间转换38最引人注目的是,下调背内侧前额叶皮层(dmPFC)活动会导致更大的财务分享行为39,直接表明背内侧前额叶皮层(dmPFC)对亲社会行为具有抑制作用,这种抑制作用可能包括基于外群体归属而抑制亲社会行为。dmPFC在这些相对高级的社会功能中的作用,可被理解为其在多种认知控制功能中所起更广泛作用的体现。40例如,最近的研究表明,在非社交性的延迟折扣范式中,通过实验手段上调背内侧前额皮层(dmPFC)的活动可增强冲动控制能力,即参与者通过推迟获取即时奖励,从而获得更大的未来回报。41.
pMFC复合体似乎对各种社会差异存在的线索具有响应性,且pMFC活动可预测旨在减少这些差异的行为转变42例如,背内侧前额叶皮层(pMFC)的活动与偏好变化相关,其方式似乎可减少认知失调43,44,45 或在发现个人意见偏离群体共识后,增强其社会从众性46,47在证明pMFC在促进此类动态中的因果作用的实验中,对pMFC活动进行实验性下调 通过 TMS 被证明可降低社会从众性,即使存在与群体意见不一致的提示48总之,在检测到相对较低程度的问题时,例如在运动任务中获得负面结果24,或相对较高层次的问题,例如个体所陈述的观点与其同伴观点之间的偏差,背侧前扣带回皮层(pMFC)似乎参与了协调与问题相关反应的神经网络的激活23,47,49.
综合来看,整体研究结果表明,背内侧前额叶皮层(pMFC)是进化形成的神经生物学结构的一部分,用于应对跨越各种低层次和高层次领域的挑战。因此,当参与者面对外群体成员对其所属群体的批评时,pMFC 理论上会参与检测此类冲突,并协调典型的应对反应:贬低该外群体批评者及其观点。同理,预计 pMFC 有助于个体在面对自身死亡时强化对美好来世的信念。若果真如此,则对于 pMFC 复合体功能已被下调的参与者而言,在受到死亡不可避免性的提醒后,他们对外群体批评者的贬低程度以及宗教信仰强度均可能减弱。
下调靶向皮层区域 通过 持续性θ脉冲刺激
theta爆发刺激(TBS)是一种模式化经颅磁刺激(TMS)。TMS通过在受试者头皮上产生快速变化的磁场,以非侵入方式刺激大脑。这种快速变化的磁场会在大脑中诱导产生电流,进而促使脑细胞放电。50,51,52以这种方式,对目标脑区的操控 通过 经颅磁刺激(TMS)使研究能够超越传统神经影像脑图谱方法所获得的相关性发现。通过刺激特定脑区,从而降低或增强其活动水平,可对这一脑区在多种行为任务中的因果作用进行推断。
TBS 协议的设计借鉴了在动物研究中可诱导长时程增强(LTP)或长时程抑制(LTD)的重复性电刺激协议53。连续性θ脉冲刺激(cTBS)以5 Hz的频率递送50 Hz的脉冲三联体,持续40秒,共600个脉冲,其效应类似于LTD,可使刺激区域的活动性降低,持续时间估计至少为1小时。间歇性TBS(iTBS)采用与cTBS相同模式和频率的脉冲串,但每次刺激持续2秒,每10秒重复一次,共重复190秒(总脉冲数同样为600个)。iTBS的效应类似于LTP,可增强刺激区域的活动性,持续时间与cTBS相当。尽管此处强调的cTBS方法可降低意识形态威胁反应,但从理论上推测,iTBS可能会增强意识形态威胁反应。
以下方案详细介绍了近期利用连续脉冲双侧刺激(cTBS)实验性下调群体偏见和宗教信仰的方法。1,希望对意识形态威胁反应的其他模式感兴趣的研究人员能够重复这些效应,和/或根据自身研究目的对该方法进行修改例如,替换不同的威胁启动刺激和/或判断结果,或增加对照刺激位点)。
下述所有方法均已获得加州大学洛杉矶分校人类研究保护项目办公室(OHRPP)的批准。
1. 实验前步骤
2. cTBS 操作步骤
3. 问卷任务
在示例研究中,最终样本包括38名参与者(女性占58%,Mage = 20.9岁,SD = 2.67)。约36.8%的参与者自认为白人,36.8%为东亚人,13.2%为南亚人,7.9%为中东人,5.3%为其他族裔。如预期所示,样本在政治立场上趋于中立(M = 4.68,SD = 1.51;1 =“极度自由”;5 =“中立”;9 =“极度保守”)。
初步的方差分析(ANOVA)结果显示,文章呈现顺序对“反美”移民评分具有显著影响,F(1, 36) = 5.30,p = 0.027,η2 p = 0.13,95% 置信区间(CI)[-2.07, -0.13];而对于“亲美”移民的评分则未观察到顺序效应,p = 0.74。因此,在后续分析中将文章呈现顺序作为协变量纳入。 (后续检验证实,控制顺序效应不会改变结果的整体模式。) 使用该群体偏见测量方法时可能出现此类顺序效应,应常规检查其是否为潜在的噪声来源。
与预期一致,对 pMFC 进行 cTBS 处理增强了对持批评态度的移民作者的正面评价,在经颅磁刺激(TMS)条件下,其评分比对照条件高出 28.5%(M = 4.10,SD = 1.66 vs. M = 2.93,SD = 1.22),F(1, 35) = 7.01,p = 0.012,η2 p = 0.17,95% CI [-2.06, -0.27]。同样支持 pMFC 对意识形态冲突产生反应的假设的是,对支持美国的作者(未构成意识形态威胁)的评分在 cTBS 条件下平均高出 8.2%(M = 5.90,SD = 0.87),高于假刺激条件(M = 5.42,SD = 1.17),但该差异无统计学显著性,F(1, 36) = 2.09,p = 0.157,η2 p = 0.06,95% CI [-1.16, 0.20]。值得注意的是,探索性检验显示,cTBS 对移民个人品质评分及其尖锐批评性论点的支持程度所产生的影响相当,表明 cTBS 操控影响的是参与者对民族主义价值观的意识形态投入强度,而不仅限于人际友善层面(见图 1)。该发现提示,将此类 cTBS 方法应用于与社会归属关联较弱的意识形态依附形式时,其效果可能会减弱。
同样符合预测的是,接受cTBS的参与者报告的宗教信仰积极程度平均降低了32.8%(M = 3.05, SD = 1.92)相对于假手术组参与者(M = 4.54, SD = 2.26), F(1, 36) = 4.80, p = 0.035, η2 p = 0.12,95% CI [0.11, 2.87]。接受cTBS干预的参与者报告的宗教信念负面程度也较低M = 2.84, SD = 1.89)相较于假手术组参与者(M = 3.98, SD = 2.50),但该差异未达到统计学显著性, F(1, 36) = 2.52, p = 0.122, η2 p = 0.07,95% CI [0.32, 2.60]。该结果强调了pMFC在招募意识形态立场方面的显著相关性。例如,与特定问题相关的积极宗教信仰)例如,死亡率),而非普遍意义上的意识形态依附,因为天堂为死亡问题提供的解决方案优于地狱。
条件对 PANAS-X 情感子量表的 11 个维度均无明显影响(ps 0.09–0.92)。两种条件下的参与者均报告了中等程度的积极情感(cTBS: M = 2.44,SD = 0.61;假刺激: M = 2.37,SD = 0.75),以及较低水平的消极情感(cTBS: M = 1.22,SD = 0.27;假刺激: M = 1.43,SD = 0.51)。cTBS 对自我报告情绪的无效应表明,有关群体偏见或宗教性的研究结果并非由对死亡提醒的情绪反应性变化所驱动。

图1: 连续性θ脉冲刺激(cTBS)对美国公民支持亲美和反美移民个人吸引力及其论点的影响。 请点击此处查看该图的放大版本。
下调 pMFC 通过 cTBS显著降低了在强烈死亡提醒后对外群体成员(该成员对美国持批评态度并公开宗教信仰)的偏见,这一结果既与假设的pMFC在意识形态威胁反应中的作用一致,也体现了经颅磁刺激(TMS)作为实验性操控意识形态认知方法的潜力。尽管该发现令人鼓舞且与已有文献相吻合,但任何单一研究的结果均应视为高度初步性的。此外,本研究中所采用的cTBS方法仍有待显著改进。
尽管经颅磁刺激(TMS)具有相对较好的空间精度(数毫米),但仍存在一些限制因素,阻碍了精准的局部刺激,例如个体间大脑结构的变异性。刺激位点通常基于特定脑区的平均坐标来选择,而任何感兴趣区域的实际位置在不同个体之间均会有所差异。通过使用受试者个体的磁共振成像(MRI)图像,可提高定位准确性,因为这些图像可与神经导航系统结合使用,以实现对成像大脑上特定区域的精准定位,这是目前推荐的最佳实践方法。然而,由于MRI扫描成本通常过高,大多数TMS研究(包括本文所举示例)尚未能使用神经导航技术。
皮层神经元募集的差异也可能导致cTBS效应的变异性,使得某些个体中cTBS和iTBS可能产生相反的作用。Hamada 及其同事64 报告指出,在接受连续性θ脉冲刺激(cTBS)的52名参与者中,运动诱发电位(MEP)调制未发现总体差异 与 初级运动皮层的iTBS刺激。在他们的研究中,一些参与者对cTBS表现出易化反应,而对iTBS表现出抑制反应,另一些参与者则呈现相反的模式,还有一些参与者对任一形式的刺激均表现出一致的抑制性或兴奋性反应。尽管许多其他研究在其整体样本中能够诱导出预期的反应,但Hamada及其同事的研究结果提示,在未来实验设计中应评估个体对cTBS(或适用时的iTBS)反应的差异性;Hamada 等详细描述如何在个体内部利用运动诱发电位潜伏期预测连续/间歇性θ脉冲刺激(cTBS/iTBS)的反应64.
为每位受试者确定正确的线圈方向和位置是降低TBS效应潜在变异性的另一种有效方法。在条件允许时,使用立体定向神经导航软件来指导定位和定向,有助于确保刺激的准确性。无论如何,在每种实验条件下纳入大量受试者也有助于减轻因对TBS反应差异所引起的潜在噪声。
进行连续θ爆发刺激(cTBS)时,另一个需要考虑的问题是如何实施适当的对照条件。如本研究中所采用的,可将cTBS与假刺激条件进行对比(即,将线圈方向调偏以避免实际脑部刺激,或显著降低刺激强度至阈值以下)。然而,由于对任何脑区实施cTBS均可能引起行为变化,因此一种常见且可视为最佳实践的方法是设置一个刺激部位与任务无关的对照条件。
刺激任何一个区域都可能导致功能上位于该感兴趣区域下游或邻近区域的激活扩散,因此在对各个区域功能贡献进行因果解释时必须极为谨慎。与此相关,将pMFC的cTBS干预与神经影像技术相结合,将有助于明确该操作对dmPFC所产生的相对效应。 与 背侧前扣带皮层(dACC)作为背内侧前额皮层(pMFC)的亚区,以及其可能对相连脑区产生的旁侧神经支配作用。目前尚不明确所观察到的效应究竟是源于dACC、背内侧前额叶皮层(dmPFC)的下调,还是二者共同作用的结果。除传统神经影像学方法外,连接组学分析或有助于揭示pMFC机制如何与全脑其他区域协同作用,从而调节意识形态相关的认知模式。
尽管通过连续脉冲磁刺激(cTBS)调控背内侧前额皮层(pMFC)以影响高级社会与意识形态判断仍是一种相对较新且验证较少的方法,但已有研究表明该干预可降低社会从众行为。48 以及资金共享39,此外还包括当前对群体偏见和宗教信仰的降低1尽管这些发现令人鼓舞,但持续性theta脉冲刺激(cTBS)对背内侧前额皮层(pMFC)的调控在多大程度上会影响此类高层次判断仍不明确,先前研究结果的可重复性亦有待验证。在本研究中,研究人员对潜在参与者进行了严格的前期筛选,排除了在政治取向(坚定的自由主义者或保守主义者)和宗教信仰(虔诚的信徒或无神论者)方面属于“极端立场”的个体,最终保留了一组相对温和的受试者。这一筛选旨在排除态度固化的个体,因其可能产生习惯性或反射性反应。 通过 不同于主动思考意识形态立场所涉及的路径。尽管这些筛选标准看似合理,但可能无意中引入了某种样本偏差,这种偏差与阻碍“中间派”个体持有坚定立场的因素相关。在资源允许的情况下,未来的研究应纳入更广泛的政治和宗教取向样本,以评估此类个体差异可能存在的调节作用。
在本实验设计中,所有参与者均被提醒死亡,以建立一种情境,在此情境下可预期参与者会借助积极的宗教信仰作为意识形态上的应对方式。尽管研究结果与这一解释一致,并且也与先前将宗教信仰与面对身体危险时的信心相关联的研究相符65,66,67,68,但向所有参与者施加死亡启动(death prime)构成了一项重要局限,因为数据无法揭示在缺乏近期威胁线索的情况下,pMFC的下调是否会在基线水平上产生类似效应。此外,尚无法确定在对pMFC施加cTBS后所观察到的对关键移民对象的外群体偏见减少,究竟是死亡启动影响的减弱所致,还是对美国批评所引发的意识形态冲突影响的减弱所致,亦或是二者之间的交互作用。因此,未来的研究应纳入无威胁的对照条件,以检验无论是否存在死亡提醒等背景性威胁,pMFC的下调是否均能降低群体偏见或宗教信仰。
选择当前的威胁诱导方式,是因为濒死前景与关于来世的安慰性概念之间存在关联,其次是因为已有研究表明,死亡显著性诱导会加剧群体间偏见69。也可采用与其它社会判断领域相关的非死亡威胁诱导方式。重要的是,已有研究证实,非死亡威胁启动能够可靠地调节社会判断14,55,69。
最后,这项工作中最具挑战性的方面之一是,它不仅需要掌握经颅磁刺激(TMS)技术的专业知识,还需要具备操纵和测量诸如意识形态依从性等相对抽象构念的能力。因此,研究团队应尽可能吸纳来自社会心理学、政治心理学或人类学以及神经科学等领域的具有相关经验的研究人员。
作者无任何利益冲突需要披露。
Colin Holbrook 获得了美国空军科学研究办公室奖项 FA9550-115-1-0469 的支持。
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 异丙醇 | |||
| 耳塞 | |||
| 成人泳帽 | Sprint Aquatics | 304 | |
| MobiMini 2通道记录系统 | TMSi | ||
| 肌电图电极 | TMSi | ||
| Covidien Kendall 一次性表面电极(24 mm) | Bio-medical | H124SG | |
| Magstim Rapid2 经颅磁刺激设备 | Magstim | ||
| D70 八字形线圈 | Magstim | ||
| Visor2 神经导航软件 | ANT Neuro |