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神经耦合:揭示沟通交流中的大脑同步机制

2010-07-30 00:00 张笑(编译) 科学网 阅读 0
核心摘要: 最新研究表明,在沟通交流过程中,交谈双方的大脑会呈现同步一致的活动状态,即“神经耦合”。这种现象被认为是有效沟通的关键,能够帮助人们预测对方的言语行为。研究采用磁共振成像技术验证了这一机制,并发现耦合强度与记忆能力呈正相关。

人与人之间的沟通为何能够如此流畅?一项最新研究揭示了其中的奥秘——“神经耦合”。研究发现,在交流过程中,交谈双方的大脑会呈现同步一致的活动状态,这种现象被认为是有效沟通的关键。相关研究成果已于7月26日发表在美国《国家科学院院刊》(PNAS)。

传统观点认为,语言的产生与理解是由大脑的不同区域分别负责,例如语言生成主要依赖“布罗卡区”,而语言理解则与“韦尼克区”相关。然而,最新研究表明,大脑在这些功能区域间存在显著的重叠。交流过程中,双方的大脑不仅在语言层面互动,还会不自觉地模仿对方的动作、语速、语法结构,甚至身体姿态,从而建立一种共同的认知基础。

英国爱丁堡大学心理学家Martin Pickering与格拉斯哥大学心理学家Simon Garrod指出,这种大脑的重叠机制能够帮助人们在对话中预测对方的下一步言语行为。研究人员认为,镜像神经元在这一过程中可能发挥了重要作用。

为了验证这一假设,美国普林斯顿大学心理学家Uri Hasson领导的研究团队采用磁共振成像(MRI)技术记录了交谈双方的大脑活动。实验中,研究人员让参与者Lauren Silbert佩戴MRI设备,并在15分钟内讲述她在高中时期经历的各种故事。研究团队通过特殊设计的麦克风过滤掉设备噪音,记录了Silbert的讲述内容,并将其播放给11名受试者,同时记录他们的大脑活动。

结果显示,Silbert的大脑活动与受试者的大脑活动之间存在显著的重合。即便受试者是首次听到这些故事,他们的大脑在Silbert讲述某些情节时,例如舞会经历,相关区域也会表现出同步的兴奋反应。研究还发现,受试者脑部大多数区域的反应时间比Silbert的反应稍有延迟,但部分区域(如大脑额叶)却提前兴奋,表明受试者可能在预测接下来的内容。

为了进一步验证神经耦合的作用,研究团队还播放了一段俄语录音给11名说英语的受试者。结果显示,受试者的大脑活动没有出现之前的同步现象。此外,研究发现,耦合强度与受试者对故事细节的记忆能力呈正相关。

芬兰阿尔托大学理工学院的神经学家Riitta Hari称这项研究是一次“突破性”进展,指出其展示了在愉快对话中双方大脑联系的紧密程度。听众不再是被动的信息接受者,而是积极参与到对话中。Pickering也认为,这项研究强有力地证明了“神经耦合”在沟通中的重要作用。

不过,美国南加州大学的神经学家Michael Arbib提出,如果研究团队能够记录实时交流双方的大脑活动并得出结论,将更具说服力。对此,Hasson回应称,这正是他们下一步实验的目标,目前正在开发能够同时记录双方大脑活动的双扫描仪方案。

相关仪器:

  • FOMRI II磁共振兼容定制记录系统
  • Allegra 3T头部磁共振成像扫描仪
  • 高保真磁共振成像兼容耳机

研究团队:

  • 乌里·哈森课题组
  • 美国普林斯顿大学约瑟夫·亨利物理实验室
  • 普林斯顿大学刘易斯-西格勒整合基因组学研究所
  • 普林斯顿大学神经科学研究所
  • 普林斯顿大学心理学系
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