鄭軼潔，徐佳琳，鄭麗，李林，楊光*，郭秀艷

公平是社會決策過程中的一項(xiàng)基本準(zhǔn)則，通常指在社會活動中任何一個(gè)個(gè)體或團(tuán)體在付出和收獲等各個(gè)方面都應(yīng)受到不偏不倚的對待。已有研究通過靜息態(tài)磁共振成像技術(shù)(resting-state functional magnetic resonance imaging，rs-fMRI)探究了人們受到不公平對待后進(jìn)行經(jīng)濟(jì)決策的個(gè)體差異[1]。然而，不公平感相關(guān)的經(jīng)濟(jì)決策是一個(gè)復(fù)雜的加工過程，會受到多種情境因素的影響[2-3]。前人研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)濟(jì)狀況作為一種影響因素在經(jīng)濟(jì)決策的過程中起到調(diào)節(jié)作用[4-5]，但其對不公平感相關(guān)決策中產(chǎn)生影響的個(gè)體差異及內(nèi)在神經(jīng)機(jī)制尚待進(jìn)一步探究。

功能連接作為一種常用的探測腦區(qū)間線性相關(guān)的手段，被廣泛應(yīng)用于靜息態(tài)fMRI的研究中[6-7]。在復(fù)雜的認(rèn)知加工過程中需要整合來自不同腦區(qū)的各種信息，自20世紀(jì)90年代初，研究者們提出對于腦的研究應(yīng)從功能整合的角度出發(fā)，并提出了功能連接的分析方法，著重研究間隔空間腦區(qū)的神經(jīng)水平在時(shí)間上的相關(guān)性?；谇叭搜芯?，背外側(cè)前額葉皮層(dorsolateral prefrontal cortex，DLPFC)參與到不公平感相關(guān)的決策加工過程中[3，8]，而丘腦則參與了社會經(jīng)濟(jì)地位的加工過程[9-10]。本研究借助于靜息態(tài)fMRI的功能連接分析方法，使用在不公平感相關(guān)決策中常用的最后通牒博弈任務(wù)(ultimatum game，UG)，從個(gè)體差異的角度出發(fā)深入探討靜息狀態(tài)下以上腦區(qū)與其他腦區(qū)內(nèi)在連接的強(qiáng)度差異，是否能夠預(yù)測在面對來自不同經(jīng)濟(jì)狀況提議者的不公平分配時(shí)的行為反應(yīng)及公平感感知。

1 材料與方法

1.1 研究對象

共有30名健康的右利手被試(平均年齡為23.2歲，標(biāo)準(zhǔn)差為1.4，范圍為20～26歲)參與本研究，其中包含21名女性和9名男性。所有被試的視力或矯正視力正常，且無任何精神病史。所有被試都自愿參與本研究，并在研究開始前簽署知情同意書。本研究已獲得華東師范大學(xué)人體實(shí)驗(yàn)倫理委員會批準(zhǔn)。

1.2 任務(wù)設(shè)計(jì)

本研究共分為磁共振掃描和行為任務(wù)兩部分，為避免任務(wù)內(nèi)容對被試的靜息態(tài)掃描結(jié)果產(chǎn)生影響，所有被試首先進(jìn)行靜息態(tài)fMRI的掃描，然后進(jìn)行行為任務(wù)。

研究采用的任務(wù)改編自最后通牒博弈任務(wù)[11]。經(jīng)典的UG任務(wù)通常由兩名玩家組成，一名是提議者的角色(proposer)，另一名則是被試擔(dān)任的回應(yīng)者角色(responder)。在任務(wù)中，兩名玩家共同獲得一定數(shù)目的錢(m元)，并由提議者決定如何在自己與回應(yīng)者之間進(jìn)行分配，即分配給回應(yīng)者x元(0＜x≤m)，留下m-x元給自己?；貞?yīng)者需要選擇接受或者拒絕提議者提出的分配方案。若回應(yīng)者選擇接受該方案，則玩家雙方按照提議者的分配方案各得到相應(yīng)的金額；若回應(yīng)者拒絕接受該方案，則雙方都得不到這筆錢，即雙方收益都為0元。在此基礎(chǔ)上，本研究加入了提議者的經(jīng)濟(jì)狀況這一變量。在進(jìn)行UG任務(wù)前，被試會了解到提議者的經(jīng)濟(jì)狀況，然后他們作為回應(yīng)者參與到任務(wù)中。

任務(wù)開始前將告知被試以下信息：(1)他們會參與一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)決策任務(wù)，任務(wù)中他們會遇到72名不同的搭檔，這些搭檔都是來自于與他們同一所大學(xué)的學(xué)生。(2)任務(wù)中他們的搭檔會作為提議者決定如何分配50元，而被試將作為回應(yīng)者來決定是否要接受提議者的分配方案，若選擇接受，則兩方按照分配方案得到相應(yīng)金額；若選擇拒絕，則兩方受益為0。每一項(xiàng)分配方案來自于不同的分配對象，且在研究開始前進(jìn)行采集。(3)考慮到學(xué)生尚且沒有收入，試驗(yàn)中提議者的經(jīng)濟(jì)狀況將由他們的家庭月收入水平來決定。經(jīng)濟(jì)水平將通過一個(gè)十級的“經(jīng)濟(jì)階梯”(economic ladder)來表示[12]，其中最低的第一級階梯表示最差的經(jīng)濟(jì)狀況；反之，最高的第十級階梯表示的則是最好的經(jīng)濟(jì)狀況。本研究中的提議者來自于第一級階梯(經(jīng)濟(jì)狀況較差)或第十級階梯(經(jīng)濟(jì)狀況較好)。最低及最高的家庭月收入水平的設(shè)置參考了2015年中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布的數(shù)據(jù)。(4)每一個(gè)提議者的分配方案以及被試(回應(yīng)者)是否接受該分配將決定被試和提議者的最終所得。被試最終的酬勞由兩部分組成，一部分是被試參與本研究的保底收入50元，另一部分則是根據(jù)所有任務(wù)結(jié)果中隨機(jī)抽取6%的決策結(jié)果相加所得。

本研究的任務(wù)采用的是混合設(shè)計(jì)，不同經(jīng)濟(jì)狀況的任務(wù)區(qū)組交替出現(xiàn)。在一個(gè)區(qū)組中，被試會先看到6 s關(guān)于提議者經(jīng)濟(jì)狀況的提示，經(jīng)濟(jì)狀況通過一個(gè)漸變色的柱狀圖來表示，當(dāng)標(biāo)志指向柱狀圖頂端時(shí)表示提議者經(jīng)濟(jì)狀況較好，指向柱狀圖底端時(shí)表示提議者經(jīng)濟(jì)狀況較差。提示之后，被試會依次得到來自相同經(jīng)濟(jì)狀況的6名不同提議者的分配。每一次分配中，被試會先看到持續(xù)3 s的分配界面，界面會顯示提議者分給自己及分給被試的金額。然后，被試需要在接下來的決策階段決定是否接受這一分配方案，決策階段有3 s的限制時(shí)間，被試通過在鍵盤上進(jìn)行相應(yīng)的按鍵做出反應(yīng)(右手食指按“3”代表“接受”，右手中指按“4”代表“拒絕”)。當(dāng)被試做出反應(yīng)后，程序會通過在他們所選擇的選項(xiàng)外顯示一個(gè)藍(lán)色框來進(jìn)行反饋(圖1)。兩次分配之間有2～4 s的空白間隔，在分配界面和決策界面之間插入了500～1500 ms的空白間隔。每一個(gè)區(qū)組包含2個(gè)公平分配(￥25:￥25)和4個(gè)不同的不公平分配(￥20:￥30，￥15:￥35，￥10:￥40和￥5:￥45)，順序上隨機(jī)排列。每一個(gè)區(qū)組耗時(shí)70～75.8 s，每兩個(gè)區(qū)組之間有5 s的間隙時(shí)間。正式任務(wù)共有12個(gè)區(qū)組合計(jì)72次分配，其中6個(gè)區(qū)組中所有的提議者都來自于經(jīng)濟(jì)狀況較好組，另外6個(gè)區(qū)組中所有的提議者都來自于經(jīng)濟(jì)狀況較差組。不同經(jīng)濟(jì)情況區(qū)組出現(xiàn)的順序在被試間進(jìn)行了平衡。

為避免被試聯(lián)想到自己熟悉的人而影響其決策，任務(wù)中72位提議者都以姓名的縮寫為標(biāo)記出現(xiàn)在屏幕上(如“Zhang Liang”縮寫為“Zhang L.”)。在正式任務(wù)之前，被試首先會練習(xí)4個(gè)區(qū)組(每種經(jīng)濟(jì)狀況的提議者各占兩個(gè)區(qū)組)共24次分配，做到能夠?qū)θ蝿?wù)材料反應(yīng)自如。

任務(wù)完成后，主試給被試呈現(xiàn)與任務(wù)中相同的提議者經(jīng)濟(jì)狀況及分配方案。這時(shí)需要被試對于每一個(gè)分配方案進(jìn)行利克特9點(diǎn)量表的公平感評分，其中1分表示極度不公平，9分表示極度公平。同時(shí)，主試也詢問了被試自身的經(jīng)濟(jì)狀況，其中1分表示最差的經(jīng)濟(jì)狀況，10分表示最好的經(jīng)濟(jì)狀況。

1.3 磁共振掃描參數(shù)

本研究磁共振成像的掃描分為高清結(jié)構(gòu)像掃描和靜息態(tài)fMRI掃描兩部分。研究中所有被試的腦數(shù)據(jù)采集于西門子3.0 T磁共振成像系統(tǒng)(Magnetom Trio TIM，Siemens，Erlangen，Germany)。首先通過T1加權(quán)的多平面重建序列得到結(jié)構(gòu)像的數(shù)據(jù)，序列參數(shù)如下：TR 2530 ms，TE 2.34 ms，掃描層數(shù)為192層，層厚為1 mm，F(xiàn)OV 256 mm×256 mm，采集矩陣大小為256×256。然后進(jìn)行靜息態(tài)的fMRI數(shù)據(jù)掃描，一共掃描240幅圖像，總時(shí)長8 min 6 s。掃描過程中被試需要閉上眼睛且保持不作思考的清醒狀態(tài)。靜息態(tài)fMRI掃描采用的是梯度回波平面成像序列(echo planar imaging，EPI)，序列參數(shù)如下：TR 2000 ms，TE 30 ms，F(xiàn)OV 192 mm×192 mm，采集矩陣大小為64×64，掃描層數(shù)為33層，層厚為4 mm，層間距為4 mm。

1.4 靜息態(tài)fMRI數(shù)據(jù)分析

本研究中靜息態(tài)腦數(shù)據(jù)的預(yù)處理和統(tǒng)計(jì)分析使用了基于MATLAB環(huán)境下的DPARSFA工具包(Data Processing Assistant for Resting-State fMRI；http://www.restfmri.net/forum/DPARSFA)。

首先進(jìn)行腦數(shù)據(jù)預(yù)處理，過程分為以下幾步：(1)刪除前10幅全腦圖，以排除因開始掃描時(shí)儀器的不穩(wěn)定所造成的影響；(2)時(shí)間層校正：減少在一次全腦掃描中因?yàn)閷优c層之間掃描時(shí)間差造成的差異；(3)頭動校正：將掃描中的每一幅圖與第一幅圖進(jìn)行對齊，當(dāng)被試平動超過1.5 mm，或轉(zhuǎn)動超過1.5°時(shí)，則認(rèn)為該被試頭動過大，數(shù)據(jù)需要被排除；(4)將頭動校正后形成的平均EPI圖像和T1加權(quán)成像所得的結(jié)構(gòu)像進(jìn)行配準(zhǔn)；(5)將配準(zhǔn)后的高清結(jié)構(gòu)像分割成白質(zhì)、灰質(zhì)和腦脊液，并標(biāo)準(zhǔn)化到MNI空間；(6)根據(jù)先前處理得到的標(biāo)準(zhǔn)化參數(shù)，將功能像進(jìn)行空間標(biāo)準(zhǔn)化(以3 mm×3 mm×3 mm的體素進(jìn)行重采樣)；(7)去除線性漂移造成的影響；(8)使用帶通濾波去除0.01～0.08 Hz頻率之外的頻率成分；(9)去除頭動、白質(zhì)和腦脊液等協(xié)變量因素對于數(shù)據(jù)的影響；(10)使用6 mm半高寬的高斯核進(jìn)行空間平滑。

功能連接的分析過程如下：首先根據(jù)以往研究[9，13]，以右側(cè)被外側(cè)前額葉皮層(MNI 26，48，22)、右側(cè)丘腦(MNI 6，-18，6)的MNI坐標(biāo)為圓心，構(gòu)建6 mm為半徑的球形種子點(diǎn)，計(jì)算種子點(diǎn)與大腦各體素之間的功能連接并獲得通過費(fèi)舍爾Z轉(zhuǎn)換(FisherZ)的大腦功能連接圖。然后通過回歸分析進(jìn)行功能連接與行為數(shù)據(jù)間的相關(guān)性分析。當(dāng)腦區(qū)激活水平通過體素水平(voxel level)P＜0.001(未校正)及簇水平(cluster level)P＜0.05(family-wise error，F(xiàn)WE校正)的閾限，則認(rèn)為腦區(qū)激活顯著。

進(jìn)一步通過SPSS統(tǒng)計(jì)分析工具對功能連接結(jié)果通過費(fèi)舍爾Z轉(zhuǎn)換所得的系數(shù)與行為結(jié)果進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，得到相關(guān)系數(shù)并畫出散點(diǎn)圖。當(dāng)P＜0.05時(shí)，認(rèn)為功能連接系數(shù)與行為結(jié)果有顯著相關(guān)。本研究中主要關(guān)注的行為結(jié)果為回應(yīng)者對于來自不同經(jīng)濟(jì)狀況的提議者不公平分配的拒絕率以及公平感評分。

2 結(jié)果

2.1 行為結(jié)果

當(dāng)提議者給出公平分配時(shí)，回應(yīng)者會接受所有的分配并給出較高的公平感評分。本研究主要探究回應(yīng)者對不公平分配的反應(yīng)，因此關(guān)注的行為變量為被試對于不同經(jīng)濟(jì)狀況提議者提出不公平分配時(shí)的拒絕率及公平感評分。配對t檢驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，得到不公平分配時(shí)，被試對于經(jīng)濟(jì)狀況較好的提議者的拒絕率(范圍是0.54～0.92)顯著高于對經(jīng)濟(jì)狀況較差的提議者的拒絕率(范圍是0.21～0.75) (t(29)＞12.54，P＜0.01)。同時(shí)，對于經(jīng)濟(jì)狀況較好的提議者的公平感評分(范圍是1.79～4.00)顯著低于對經(jīng)濟(jì)狀況較差的提議者的評分(范圍是2.33～4.63) (t(29)＞8.23，P＜0.01) (圖2)。

此外，實(shí)驗(yàn)中還記錄了被試自身的經(jīng)濟(jì)狀況。單樣本t檢驗(yàn)結(jié)果表明，被試經(jīng)濟(jì)狀況的平均水平為4.63±0.93，與代表經(jīng)濟(jì)狀況較差的1和代表經(jīng)濟(jì)狀況較好的10差異顯著(ts＞21.44，Ps＜0.01)。這表明任務(wù)中設(shè)置的經(jīng)濟(jì)狀況較好的條件顯著好于被試本身所處的經(jīng)濟(jì)狀況，同時(shí)任務(wù)中設(shè)置的經(jīng)濟(jì)狀況較差的條件也顯著低于被試本身所處的經(jīng)濟(jì)狀況。

2.2 腦數(shù)據(jù)結(jié)果

研究結(jié)果表明，腦區(qū)間功能連接與對不公平分配的拒絕率之間的相關(guān)，主要體現(xiàn)為當(dāng)提議者經(jīng)濟(jì)狀況較好時(shí)，右側(cè)DLPFC和右側(cè)內(nèi)側(cè)前額葉皮層(medial prefrontal cortex，MPFC)(MNI 12，57，21)的功能連接與不公平分配的拒絕率之間的負(fù)相關(guān)(r=-0.80，P＜0.01，圖3A)。腦區(qū)間的功能連接與對經(jīng)濟(jì)狀況較差的提議者提出不公平分配時(shí)的拒絕率之間沒有表現(xiàn)出顯著的相關(guān)。

腦區(qū)間功能連接與對不公平分配的公平感評分之間的相關(guān)，主要體現(xiàn)為當(dāng)提議者經(jīng)濟(jì)狀況較好時(shí)，右側(cè)丘腦與左側(cè)MPFC (MNI -6，63，9)的功能連接與被試對不公平分配的公平感評分之間的負(fù)相關(guān)(r=-0.59，P＜0.01，圖3B)。腦區(qū)間的功能連接與對經(jīng)濟(jì)狀況較差的提議者提出不公平分配時(shí)的公平感評分之間沒有表現(xiàn)出顯著的相關(guān)。

3 討論

本研究借助于靜息態(tài)fMRI的功能連接分析方法，從個(gè)體差異的角度出發(fā)深入探討了大腦區(qū)域之間的內(nèi)在連接對于不同經(jīng)濟(jì)狀況影響不公平感相關(guān)決策的預(yù)測作用。行為結(jié)果表明，相較于經(jīng)濟(jì)狀況較差的提議者，被試更可能會拒絕經(jīng)濟(jì)狀況較好的提議者提出的不公平分配，并且對他們的分配感到更不公平。提議者不同的經(jīng)濟(jì)狀況對于回應(yīng)者的公平感感知及決策反應(yīng)起到調(diào)節(jié)作用。靜息態(tài)fMRI結(jié)果表明，腦區(qū)間的功能連接與行為結(jié)果之間相關(guān)顯著。當(dāng)經(jīng)濟(jì)狀況較好的提議者給出不公平分配時(shí)，右側(cè)DLPFC和右側(cè)MPFC的功能連接與拒絕率之間呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)，而右側(cè)丘腦與左側(cè)MPFC的功能連接與公平感評分之間呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)。

圖1 任務(wù)流程。A：當(dāng)標(biāo)志指向柱狀圖頂端時(shí)表示提議者經(jīng)濟(jì)狀況較好；B：指向柱狀圖底端時(shí)表示提議者經(jīng)濟(jì)狀況較差；C：在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)串中，分配界面顯示3 s，決策界面顯示3 s，被試需要在決策界面選擇接受或拒絕。當(dāng)被試做出反應(yīng)時(shí)，在其所選選項(xiàng)上會出現(xiàn)一個(gè)框，顯示時(shí)間為1 sFig.1 The experimental process. A: An arrow pointing to the top of the histogram indicating the High economic status; B: An arrow pointing to the bottom of the histogram indicating the Low economic status; C: In each trial, the proposal screen was presented for 3 s. Then the decision cue appeared and participants were required to decide whether to accept or reject the offer within 3 s by pressing corresponding buttons. Once they responded, a frame outside the selected choice would be presented for 1 s to provide feedback of their decision.

圖2 得到不公平分配時(shí)的拒絕率(A)和公平感評分(B)(*表示P＜0.01)Fig.2 A: Rejection rates to unfair offers, B: Fairness ratings to unfair offers. * indicates P＜0.01.

在腦區(qū)間功能連接與對不公平分配的拒絕率之間的相關(guān)分析中發(fā)現(xiàn)，右側(cè)DLPFC和右側(cè)MPFC的功能連接與對經(jīng)濟(jì)狀況較好提議者的不公平分配的拒絕率之間呈負(fù)相關(guān)，即DLPFC與MPFC的功能連接越強(qiáng)的個(gè)體，更可能會接受對于來自經(jīng)濟(jì)狀況較好的提議者的不公平分配。以往對于不公平感相關(guān)決策的研究中發(fā)現(xiàn)，DLPFC和整合與雙方責(zé)任、自身行為及其后果等有關(guān)信息，并做出最適合當(dāng)前情境下的行為有關(guān)[3，8]，而MPFC的功能與識別他人的意圖和目的有關(guān)[9，14]。因此，DLPFC與MPFC的功能連接越強(qiáng)的個(gè)體可能更善于整合與他人意圖相關(guān)的信息，在決定是否接受不公平分配時(shí)會更加理解他人，從而導(dǎo)致對于不公平分配的拒絕率降低。

腦區(qū)間功能連接與對不公平分配的公平感評分之間的相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，右側(cè)丘腦與左側(cè)MPFC的功能連接與被試對經(jīng)濟(jì)狀況較好的提議者的不公平分配的公平感評分之間呈負(fù)相關(guān)，即丘腦和MPFC的功能連接越強(qiáng)的個(gè)體，對于來自經(jīng)濟(jì)狀況較好的提議者的分配感到更不公平。前人研究發(fā)現(xiàn)，丘腦的激活受到社會情緒刺激的調(diào)節(jié)作用，人們對于社會經(jīng)濟(jì)地位更高的對象有更強(qiáng)的情緒喚起[9，15]。因此，當(dāng)?shù)玫浇?jīng)濟(jì)狀況較好的提議者的不公平分配時(shí)，人們會感到更強(qiáng)的負(fù)性情緒。又如先前所說，MPFC與識別他人的意圖和目的有關(guān)[9，14]。因此，丘腦與MPFC的功能連接越強(qiáng)的個(gè)體在理解他人意圖的同時(shí)會受到較強(qiáng)的負(fù)性情緒的影響，從而對來自經(jīng)濟(jì)狀況較好的提議者的分配感到更加不公平。

本研究目前的研究結(jié)果尚無法分析特定腦區(qū)功能是與普遍的任務(wù)控制或注意控制有關(guān)，還是與特定的決策過程有關(guān)。這一點(diǎn)在未來研究中，筆者可以進(jìn)一步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行觀察。

圖3 A：以右側(cè)背外側(cè)前額葉皮層為種子點(diǎn)和右側(cè)內(nèi)側(cè)前額葉皮層的功能連接與對經(jīng)濟(jì)狀況較好提議者的不公平分配的拒絕率之間呈負(fù)相關(guān)；B：以右側(cè)丘腦為種子點(diǎn)和左側(cè)內(nèi)側(cè)前額葉皮層的功能連接與對經(jīng)濟(jì)狀況較好提議者的不公平分配的公平感評分之間呈負(fù)相關(guān)Fig.3 A: Rejection rates were negatively correlated with FC between right DLPFC and right MPFC; B: Fairness ratings were negatively correlated with FC between right thalamus and left MPFC.

4 結(jié)論

本研究借助于靜息態(tài)fMRI的功能連接分析方法，探討了個(gè)體在靜息狀態(tài)下大腦區(qū)域之間的內(nèi)在連接強(qiáng)度差異，能否預(yù)測其在面對來自不同經(jīng)濟(jì)狀況提議者的不公平分配時(shí)的行為反應(yīng)及公平感感知。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相較于經(jīng)濟(jì)狀況較差的提議者，人們在更多地拒絕來自經(jīng)濟(jì)狀況較好的提議者的不公平分配的同時(shí)，也會感到更加地不公平。此外，當(dāng)不公平分配來自于經(jīng)濟(jì)狀況較好的提議者時(shí)，右側(cè)DLPFC和右側(cè)MPFC的功能連接與拒絕率之間呈負(fù)相關(guān)，右側(cè)丘腦與左側(cè)MPFC的功能連接與公平感評分之間呈負(fù)相關(guān)。以上結(jié)果表明，DLPFC、丘腦及MPFC在靜息狀態(tài)下的功能連接能夠預(yù)測人們在整合搭檔的經(jīng)濟(jì)狀況并進(jìn)行不公平感相關(guān)決策過程中的個(gè)體差異。

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