近日,华东师范大学心理与认知科学学院高晓雪研究员、周晓林教授团队,在Advanced Science发表论文“Efficiency Recalibrates Social-Emotional Trade-Offs Behind Partner Choice in Direct Reciprocity through Intention-Specific Neural Bases”。本研究聚焦于回馈行为的两个关键决定因素——社会情感动机与回馈效率,通过改编团队前期研究(Gao et al., 2024, Nature Communications)所构建的人际互动范式,结合功能磁共振成像多变量神经表征分析和表征相似性分析手段,率先揭示了回馈对象选择决策背后的认知神经机制。研究发现,回馈效率对回馈对象选择的影响并非纯粹理性的,而是通过调节“交往动机”与“义务动机”两种社会情感动机之间的认知与神经权衡、重塑回馈选择,且该过程依赖于对帮助者意图的特异性神经表征。这些发现挑战了将效率与社会道德割裂的传统模型,展示了它们在合作中的协同作用,为未来的合作研究和实际应用提供了新思路。
人际互动任务中,被试每轮同时面对两位匿名帮助者:一位知晓被试有机会回馈(即策略型帮助者,Strategic Benefactor),另一位则被告知被试无法回馈(即利他型帮助者,Altruistic Benefactor),二者的帮助金额相同。被试需从中选择一人进行回馈,并决定回馈金额。此外,实验系统操纵了三种回馈效率条件:(1)A1S3:回馈利他型帮助者的效率为1,回馈策略型帮助者的效率为3;(2)A1S1:回馈两位帮助者的效率均为1;(3)A3S1:回馈利他型帮助者的效率为3,回馈策略型帮助者的效率为1。回馈效率决定了帮助者的实际收益:当回馈效率为1时,被试每回馈1元,该帮助者实际获得1元;当回馈效率为3时,被试每回馈1元,该帮助者可获得3元。需特别说明的是,所有帮助者在做出帮助决定时,均不知晓后续的回馈效率设置。人际互动任务结束后,被试需回忆并评估他们认为帮助者对自己的关心程度、帮助者期望获得的回报金额,以及对每位帮助者产生的感激、内疚和义务感。
图1. 人际互动范式示意图及流程图
与团队前期研究(Gao et al., 2024, Nature Communications)结果一致,被试的回馈决策来自对两种情感动机的权衡:感知到帮助者的善意意图诱发感激和内疚,并作为交往动机促进回馈;感知到帮助者的策略性意图诱发义务感,并作为义务动机促进回馈。在此基础上,本研究结果发现,回馈效率通过动态调节交往动机与义务动机在决策中的相对权重,系统性地改变了个体的回馈选择偏好:当利他型帮助者的回馈效率更高时,个体更倾向于选择回报他们且决策更多受交往动机驱动;反之,当策略型帮助者效率更高时,个体则更倾向于选择回报他们且更多受义务动机驱动。
图2. 行为结果图
神经层面的发现进一步验证并深化了这一机制。基于前期研究(Gao et al., 2024, Nature Communications)建立的全脑多变量模式图谱,我们通过跨研究的多变量神经表征分析(Cross-Study Multivariate Neural Expressions)发现,随着利他型帮助者回馈效率的提升,交往动机的神经相对权重呈现线性增加。
图3. 多变量神经表征分析结果
进一步,本研究采用被试内表征相似性分析,分离并精确识别了不同回馈效率处理过程对应的特异性脑区。一般性的回馈效率加工(不分帮助者类型)主要涉及他人意图推断相关的背内侧前额叶(Dorsomedial Prefrontal Cortex, dmPFC)、价值比较相关的外侧眶额叶(Orbitofrontal Cortex, OFC),以及对效率敏感的壳核(Putamen)。意图特异的回馈效率加工表现为:利他型帮助者的回馈效率显著激活了与感激和善意感知相关的腹内侧前额叶(Ventromedial Prefrontal Cortex, vmPFC);策略型帮助者的回馈效率显著激活了主要负责奖赏加工的腹侧纹状体(Ventral Striatum, VS);而下顶叶(Inferior Parietal Lobe, IPL)的活动与效率驱动的选择偏好变化高度同步,提示其负责整合效率信息与情感动机以促成决策。
图4. 被试内表征相似性分析结果
该研究于近期在线发表于国际权威期刊Advanced Science。华东师范大学心理与认知科学学院博士生廖芮与北京大学心理与认知科学学院博士生李昕彤为共同第一作者,通讯作者为华东师范大学心理与认知科学学院高晓雪研究员。特别感谢华东师范大学心理与认知科学学院周晓林教授为该研究提供的重要指导,以及2023级博士生刘旭麒和2022级博士生南瑜在研究过程中作出的重要贡献。
论文信息(#通讯作者,*共同一作): Liao, R.*, Li, X.*, Liu, X., Nan, Y., Zhou, X., & Gao, X#. (2025). Efficiency Recalibrates Social-Emotional Trade-Offs Behind Partner Choice in Direct Reciprocity through Intention-Specific Neural Bases. Advanced Science, e16509. https://doi.org/10.1002/advs.202516509
近年来,本团队突破社会情绪领域长期存在的方法学瓶颈,创新性地提出互动范式-计算建模-神经解码多层次研究框架,有效解决了社会情绪重复诱发-精准量化-神经解析等研究难题,引领了该领域方法学变革;解析了感激、内疚等重要社会情绪发生、异常及驱动社会行为的认知计算与脑机制,重塑了社会情绪理论体系;构建了社会情绪的定量化认知计算模型,为相关心理障碍精准诊疗、社会治理政策制定以及脑启发的社会类脑智能设计奠定了重要的理论和算法基础。研究成果发表于Nature Communications、PNAS、Psychological Medicine等国内外高影响力期刊。其中,本研究的前期奠基性工作发表于Nature Communications,并荣获国际社会与情感神经科学学会(Social & Affective Neuroscience Society)创新奖(2025年仅一项获奖成果,为我国首次)。
团队相关前期研究成果(*共同一作, # 通讯作者):
Gao, X. #, Jolly, E., Yu, H., Liu, H., Zhou, X.#, & Chang, L. J. # (2024). The psychological, computational, and neural foundations of indebtedness. Nature Communications, 15(1), 68.
https://doi.org/10.1038/s41467-023-44286-9
Yu, H., Gao, X., Shen, B., Hu, Y., & Zhou, X. (2024). A levels-of-analysis framework for studying social emotions. Nature Reviews Psychology, 3(3), 198-213.
https://doi.org/10.1038/s44159-024-00285-1
Fang, Y.*, Gao, X.*#, Li, W., Qin, J., & Zhou, X. #. Fang, Y., Gao, X., Li, W., Qin, J., & Zhou, X. (2026). From obligation-dominant to guilt-dominant: the asymmetrical development of indebtedness in Chinese mid-childhood children. Journal of Experimental Child Psychology, 261, 106355.
https://doi.org/10.1016/j.jecp.2025.106355
南瑜, 孙栋林, 周晓林, & 高晓雪#. (2025). 观察学习下回馈动机趋同的个体差异与身份权威性的调节. 心理学报, 57(12), 2083
https://doi.org/10.3724/SP.J.1041.2025.2083
Yu, W., Chen, J., Kong, Z., Sun, W., Zhou, X., Lu, L., Gao, X. #, & Sun, H. # (2024). Understanding the cognitive and neuroimaging bases underlying the detrimental impact of sleep deprivation on reciprocity. iScience, 27(3), 109155.
https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.109155
Xiao, F., Zhao, J., Fan, L., Ji, X., Fang, S., Zhang, P., Kong, X., Liu, Q., Yu, H., Zhou, X., Gao, X. # & Wang, X. # (2023). Understanding interpersonal dysfunction in obsessive-compulsive personality disorder through computational modeling of two social interaction tasks. Psychological Medicine, 53(12), 5569-5581.
https://doi.org/10.1017/S003329172200277X
Gao, X. #*, Yu, H. #*, Peng, L., Gong, X., Xiang, Y., Jiang, C., & Zhou, X. # (2021). The mutuality of social emotions: How the victim's reactive attitude influences the transgressor's emotional responses. NeuroImage, 244, 118631.
https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2021.118631
Xiong, W.*, Gao, X.*#, He, Z., Yu, H., Liu, H., & Zhou, X. # (2020). Affective evaluation of others' altruistic decisions under risk and ambiguity. NeuroImage, 218, 116996.
https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2020.116996
Gao, X.*, Yu, H.*, Saez, I., Blue, P., Zhu, L., Hsu, M., & Zhou, X. # (2018). Distinguishing neural correlates of context-dependent advantageous- and disadvantageous-inequity aversion. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), 115(33): E7680-E7689.
https://doi.org/10.1073/pnas.1802523115
