理解他人信念的认知神经机制及计算模型

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正确理解他人信念是保证人类正常社会交往的一种基本能力,而自我一他人视角转换被认为是理解他人信念认知过程中的关键成分。尽管前人的研究已发现内侧前额叶、颞顶联合皮层、后扣带回/楔前叶以及颞上沟等脑区参与他人信念理解,但是,由于实验范式本身和脑成像数据分析方法的局限性,过去的研究工作没有提出准确的认知神经机制来解释相关脑区组成的神经网络如何协同工作、完成视角转换以保证正确理解他人的信念。本文首先发展了一个新的心理学实验范式,排除以往常用“错误信念”范式中与语言加工、生物运动、情景记忆及事件连续性和因果性等方面的混淆,采用功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,FMRI)和脑电(Electroencephalography,EEG)时频分析等脑成像技术,记录与理解他人信念任务相关的神经活动,通过对行为和脑成像数据的分析,研究楔前叶和内侧前额叶等脑区在理解他人信念任务中的功能意义,并根据脑成像结果,提出一个基于自我和他人视角竞争的计算模型,模拟大脑在理解他人信念时做出正确决策时的认知神经机制。   行为实验主要发现,他人信念与自我信念不一致时,信念理解任务的行为反应时显著延迟。fMRI实验主要发现,(1)当自我视角信息包括他人视角信息时,相对于推理任务,信念理解任务引起楔前叶活动的增强和腹侧内侧前额叶活动的减弱,并且两个脑区之间的功能连接增强;(2)这种神经活动方式在理解人类信念时发生,在理解人工智能时没有观察到;(3)当他人视角信息包括自我视角信息时,信念理解任务还引起背侧内侧前额叶和右侧额叶活动的增强,以及这两个脑区之间的功能连接增强。EEG实验发现,额叶alpha频段神经活动在信念理解任务的早期(400-800 ms)表现为去同步化,顶叶alpha频段神经活动在信念理解任务的较晚时程(600-1000ms)则表现为同步化。基于楔前叶神经活动强度自我.他人信念竞争的计算模型,能够预测信念理解任务的行为反应时延迟,提示这一脑区在调控自我.他人信念相对权重中的作用。   以上实验结果表明,大脑存在一种独特的与理解他人信念相关的认知神经机制,其主要作用是,通过视角转换抑制基于自我视角获得的信念,这种机制在自我信念和他人信念冲突的条件下,对于正确理解他人信念起决定性作用。这种认知神经机制只在理解人类智能时起作用,并受到自我参与程度的调控。论文讨论了正确表征并区分自我.他人信念在人类社会交往中的重要意义。
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