社會比較對象對后悔情緒波動性的影響：一項靜息態fMRI研究

孫裕斌，劉志遠，陳靜，楊光*，郭秀艷

作者單位：1. 華東師范大學上海市磁共振重點實驗室，上海 200062 2. 華東師范大學物理與材料科學學院，上海 200062 3. 陜西師范大學心理學院，西安 710062 4. 華東師范大學心理與認知科學學院，上海 200062 5. 華東師范大學上海市腦功能基因組學重點實驗室，上海 200062 6. 華東師范大學心理學國家級實驗教學示范中心，上海 200062

人們在進行決策選擇時，經常會對已經得到的結果與未得到的結果進行比較。前人研究表明，這種比較會引起個體的反事實思考并進而影響個體的主觀情緒。如果已得到的結果比未得到的結果差，個體會體驗到后悔情緒；反之，如果已得到的結果比未得到的結果好，則會體驗到欣慰情緒[1-6]。

生活中，人們常常會主動或被動地通過他人信息來評估自身情況，這樣不可避免地會使自己與他人進行比較，這種比較稱為“社會比較”(Social Comparison)[7-9]。已有研究初步探討了社會比較對于個體決策及其情緒的影響[10-12]，本課題組前期采用連續風險決策任務也探討了社會比較對后悔情緒的影響，發現了當自身的結果比對手差時，個體的后悔情緒更強[2]。然而研究發現個體與他人的親密程度在社會比較過程中的影響是很大的，對手與個體的關系影響著社會比較動機[13]。因此基于課題組前期的研究結果，本研究進一步將對手與個體的關系進行細分：親密好友與陌生人，探討不同的社會比較對象(親密好友與陌生人)對個體情緒相關的影響。

在靜息態fMRI研究中，腦區之間的功能連接(functional connectivity，FC)被認為是探測各個大腦部位線性相關的手段，人們在決策以及情緒加工過程中需要各個腦區“分工處理”，并整合來自不同腦區的信息[14-15]。課題組前期的研究表明腦島是大腦中對于不同情緒反應(比如后悔情緒)過程進行整合的區域[1-3，16-17]，同時也具有注意，穩定情緒的作用[18]，Preuschoff等[19]認為腦島是連接情緒加工，決策與行為的關鍵腦區。因此，它和許多其他腦區的功能連接與獎賞、決策有關系，例如Becker等[20]發現腦島與眶額葉皮層的功能連接與個體在金錢獎賞任務時的感知有關。

綜上，本研究借助靜息態fMRI的分析方法，采用連續風險決策范式，深入探究個體在靜息狀態下腦島與其他腦區(例如眶額葉皮層)的功能連接與不同社會比較對象所引起的情緒波動性之間的關系。研究預期腦島和相關腦區的功能連接與個體在不同社會比較對象下所引起的情緒波動性有關。

1 材料與方法

1.1 研究對象

總計38名健康大學生被試參與本研究，其中7名被試由于行為數據不完整予以剔除，剩余31名被試(男性15名，女性16名)平均年齡(22.23±1.69)歲，范圍19～26歲。所有參與者的視力或矯正視力正常，無重大疾病或精神病史。所有被試均為自愿參與并在實驗開始前簽署知情同意書。本實驗研究項目已獲得華東師范大學人體倫理委員會批準(批準號：HR 074-2017)。

1.2 實驗任務

本實驗開始前，被試需要填寫社會比較量表，并被告知有兩個假想對手會和一起做同樣的任務，這兩個對手分別被描述為親密好友與陌生人。我們對親密好友的操縱是：讓被試想象與他關系最親密的同性別好友，為了激發被試對于親密好友的好感，我們讓被試回憶他和親密好友之間的種種經歷以及好友是如何幫助自己的事例。陌生人則被描述為：與被試從無交集，同性別、年齡相仿的同校大學生。游戲中每一輪的厭惡刺激(鬼的位置)是一樣的，他們(被試和對手)的決策結果將在結果界面同時呈現。此外，被試的參與費與實驗收益有關。

我們首先采集被試的靜息態數據。在靜息態掃描過程中，被試被要求閉眼放松，頭腦清醒不要睡著，但不要進行一些有意義的思考，使大腦保持游離狀態。靜息態掃描完成后，被試進行連續風險決策任務。

本實驗采用ABBA或BAAB的組塊實驗設計[組塊A (圖1)：對手是親密好友；組塊B：對手是陌生人]，因此實驗中共包括四個組塊，每個組塊有24個實驗試次，其中對手是親密好友與陌生人各48個實驗試次，共計96個實驗試次。每個試次中，被試先被呈現8個箱子，并被告知這8個箱子里面，7個箱子里裝著金幣，還有一個箱子里裝的是魔鬼，魔鬼的位置是隨機的。被試只能從左往右依次打開箱子。在每一個階段，被試有2000 ms的時間考慮是否打開箱子或停止打開箱子并收集金幣。若被試打開的箱子里正好是魔鬼，那么被試本輪結束且收益為零；若被試選擇主動停止，那么被試將會收集所打開的金幣。在被試停止收集金幣或者打開箱子遇到鬼之后，會緊接著一個從1800～2250 ms的時間間隔，之后被試和對手的決策結果將在結果界面同時呈現。如果被試或對手主動選擇停止這一輪游戲并收集所得到的金幣，那么會有個天藍色的邊框顯示出各自的結果；如果被試或對手在本試次中遇鬼且失去金幣，則有一個紅色邊框顯示各自的結果，結果界面呈現時間為5000 ms，在此期間被試需要對比自身與對手的結果，共有三種情況：(1)比對手好的情況；(2)和對手一樣的情況；(3)比對手差的情況。在此之后，屏幕上會呈現一個注視點，持續時間從1500～15 500 ms。

在注視點呈現結束之后，被試需要在九點評分量表上評定他們當前情緒，評分從-4～4，-4為極其后悔，4為極其欣慰。

1.3 核磁共振掃描參數

本實驗中核磁共振成像掃描分為高清結構項以及靜息態掃描兩部分，本實驗中所有被試的腦數據都由Siemens Prisma 3.0 T核磁共振成像系統采集獲得。首先通過T1加權的多平面重建序列(magnetizationprepared，rapid acquisition gradient echo，MP-RAGE)得到高清結構像，其中掃描參數為：TR 2530 ms，TE 2.98 ms，掃描層數為192層，層厚1 mm，FOV為256 mm×256 mm，采集矩陣大小為256×256。之后進行靜息態成像數據掃描，掃描過程中要求被試全程睜眼并保持不做思考的清醒狀態。靜息態fMRI成像采用的是梯度回波平面成像序列(echo plana imaging，EPI)，其序列參數為：TR 2000 ms，TE 30 ms，FOV為220 mm×220 mm，采集矩陣大小為64×64，層厚為3.5 mm，層間距為0.7 mm，掃描層數為33層，總時長為480 s，共得到240張靜息態圖像。

1.4 行為數據分析

將實驗結果分為兩種，一種為主動收集金幣而未遇到魔鬼，我們稱為收益情境(GAIN情境)，另一種為遇到鬼魔而損失金幣，我們稱之為損失情境(LOSS情境)。

在收益情境情境下，課題組前期研究引入了收益比(real gain percentage，RGP)[1-3]，即實際得到的結果與可能得到的最優結果的比值(如公式1)，RGP可以認為是得到的金幣與錯失的機會之間的權衡，是顯示客觀結果的指標[1-3]；見公式1：RGP=所得金幣/(所得金幣+錯失金幣)。

本研究探究不同的社會比較對象對于情緒波動的影響，采用回歸分析探究社會比較對情緒波動性的影響。在回歸模型中，RGP作為自變量，情緒評分作為因變量；見公式2：rating=β×RGP+γ。

然后計算了每個個體的在各個比較結果及比較對手下(比陌生人的結果差、比好友的結果差、和陌生人的結果一樣、和好友的結果一樣、比陌生人的結果好、比好友的結果好)的系數β(如公式2)。β可以看作個體在該社會比較結果下對客觀結果的敏感程度，且能反映個體的情緒波動程度(即情緒波動性)：系數越接近零，個體對社會比較結果的情緒反應(即情緒波動)越低。

1.5 靜息態fMRI數據分析

本研究中靜息態數據的預處理使用基于SPM8軟件工具包的DPASFA完成。預處理分為以下幾個步驟：(1)刪除每個時間序列的前10個時間點來排除掃描初期儀器的不穩定性；(2)對層間掃描時間差進行層間校正；(3)對剩余時間點進行頭動校正，以減少被試因為頭動而對數據產生的影響。將除第一次掃描外的所有圖像與第一幅圖像進行對齊，剔除平動超過2 mm，轉動超過2°的個體數據；(4)對未超過頭動的個體的圖像進行手動對準。以腦圖中的AC點作為原點，使PC點與AC點位于同一水平線上，生成平均功能像；(5)將每名被試平均功能像和T1加權得到的結構像進行配準；(6)把所有被試的像用傳統的分割算法進行分割，分割成灰質、白質和腦脊液，并使用標準化參數矩陣將其標準化到MNI空間；(7)進行空間標準化，利用DARTEL算法將結構像和分割后的組織圖像標準化到蒙特利爾神經病學研究所(Montreal Neurological Institute，MNI)空間進行重采樣，體素大小為3 mm×3 mm×3 mm；(8)用半高寬為6 mm的各向同性的高斯核進行空間平滑處理，提高信噪比。

預處理結束后對被試的數據進行功能連接分析，功能連接分析過程如下：(1)去除數據的線性漂移；(2)濾波，使用帶通濾波去除0.01～0.08 Hz以外的低頻與高頻噪聲；(3)去除白質、腦脊液，頭動等協變量對數據的影響；(4)在課題組前期研究中，腦島經常被發現參與到由連續風險決策結果產生的情緒評估加工中[1-3]。本研究我們同樣采用的連續風險決策任務，因此我們將腦島作為感興趣區，探討其與大腦其他區域的功能連接。其坐標為：-28，24，8，將感興趣區構建為以腦島坐標(-28，24，8)為球心，半徑為6 mm的球體。(5)計算種子點與大腦各個體素之間的功能連接并獲得通過費舍爾Z轉換(Fisher Z)的大腦功能連接系數。隨后，通過SPSS對功能連接系數和行為結果進行Pearson相關性分析，保留閾值P＜0.05的顯著相關結果。

最后，為了探究相關功能連接與不同社會比較對象所導致的情緒波動性之間的關系，將全腦的功能連接值與個體在任務中不同比較結果下的情緒波動性作相關分析，通過體素水平P＜0.001(未校正)及簇水平P＜0.05 [family-wise error (FWE)校正]后的結果被認為是顯著相關而被報告(被報告的坐標為MNI坐標)。此外，通過SPSS 20.0統計分析工具對上一步中顯著相關的功能連接值與情緒波動性及量表得分進行相關性分析，得到相關系數并畫出散點圖。

圖1 實驗過程，左為對手是朋友，右為對手為陌生人 圖2 在收益情境中，在結果比對手差與和對手一樣時，個體面對不同的對手的情緒評分差異顯著。相較于對手是親密好友，當對手是陌生人時，個體整體的情緒評分更低 圖3 在損失情境中，在結果比對手差時，個體面對不同的對手的情緒評分差異顯著。相較于對手是親密好友，當對手是陌生人時，個體整體的情緒評分更低 圖4 A：腦島與眶額葉皮層的功能連接與個體的社會比較能力呈負相關；B：以腦島為種子點搜索到的眶額葉皮層腦區；C：該功能連接與個體在收益情境，比陌生人結果差時的情緒波動性呈負相關Fig. 1 Experiment procedure, when the opponent were friend was shown on the left while stranger’s on the right. Fig. 2 In GAIN situation, facing different оppоnеnts, еmоtiоnal rating diffеrеncе bеtwееn strangеrs and friеnds was significant whеn thе оutcоmе was wоrsе than thе оppоnеnts’ and thе samе with thеirs. When the opponent was a stranger, emotional rating was lower than facing a close friend. Fig. 3 In LOSS situation and facing different opponent, emotional rating diffеrеncе bеtwееn strangеrs and friеnds was significant whеn thе оutcоmе was wоrsе than оppоnеnt’s. Whеn thе оppоnеnt was a strangеr, еmоtiоnal rating was lower than facing a close friend. Fig. 4 A: The FC between insula and orbital frontal cortex was negatively correlated with participant’s social comparability. B: The orbital frontal cortex that was found by insula used to be ROI. C: The FC was also negatively correlated with participant’s emotional volatility in GAIN situation when participant’s outcome was worse than stranger's.

表1 以腦島為感興趣區，個體在收益情境下，比陌生人的結果差時，情緒波動性呈顯著負相關的腦區Tab. 1 In GAIN situation, when participant’s outcome was worse than stranger’s, еmоtiоnal vоlatility was significantly negative correlated with brain region below, insula was used to be ROI

2 結果

2.1 行為結果

收益情境中不同社會比較對象對情緒評分的影響：為了探究在不同的比較結果下，面對不同對手時情緒評分的差異，我們進行了基于情緒評分的2(社會比較對象：親密好友與陌生人)×3(比較結果：比對手差，和對手一樣，比對手好)的重復測量分析，結果發現顯著的社會比較對象和比較結果的主效應(Fs＜21.754，Ps＜0.001)：(1)相較于對手是親密好友，當對手是陌生人時，個體整體的后悔情緒更強；(2)隨著比較結果變差(即比較結果從比對手好到比對手差)，個體也表現出更強的后悔情緒；此外結果還發現了社會比較對象與比較結果之間的顯著的交互作用(F＜20.678，Ps＜0.001)(圖2)。進一步的配對t檢驗發現，在結果比對手差時，相較于對手是朋友，對手是陌生人的時候更加后悔[t(30)=5.63，P＜0.001]；在結果和對手一樣時，相較于對手是朋友，對手是陌生人的時候更加后悔[t(30)=3.386，P＜0.005]。

損失情境下不同社會比較對象對情緒評分的影響：同理，基于情緒評分的2 (社會比較對象：親密好友與陌生人)×2 (比較結果：比對手差，和對手一樣)的重復測量分析發現條件和結果的主效應(Fs＜42.084，Ps＜0.001)：(1)在損失情境下，相較于對手是親密好友，對手是陌生人時后悔情緒更強；(2)隨著比較結果變差，個體的后悔情緒也更強。此外結果也發現了社會比較對象與比較結果之間的顯著交互作用(F＜43.401，Ps＜0.01)(圖3)。通過配對樣本t檢驗發現，在個體結果比對手差時，相較于對手是朋友，對手是陌生人的時候個體表現出更加后悔的情緒[t(30)=7.346，P＜0.001]。

2.2 腦數據結果

研究表明，腦島(insula)與眶額葉皮層(orbital frontal cortex)的功能連接與個體的社會比較量表中的社會比較能力維度呈負相關(r=-0.472，P＜0.01，圖4A、B)，此外，該功能連接也與個體在收益情境下，結果比陌生人差時的情緒波動性呈顯著相關(r=-0.399，P＜0.05；表1；圖4C)。

3 討論

本實驗中筆者采用靜息態fMRI的研究技術，深入探究了腦島與大腦區域的功能連接與不同社會比較對象下的情緒波動性之間的關系。

行為結果表明，在收益情境中，當個體的結果比對手差或相同時，面對親密好友與陌生人之間的評分差異顯著，相比于對手是親密好友，個體在面對陌生人的時候表現出更加后悔的情緒；在損失情境中，當個體的結果比對手的結果差時，面對不同對手的評分差異依然顯著，相較于對手是親密好友，對手是陌生人也會讓個體表現出更加強烈的后悔情緒。該行為結果說明了個體在和完全無關的陌生人進行收益任務時，競爭意識更強烈，表現出的社會比較傾向更強，情緒的起伏也就更大。而當對手是最親密好友時，個體并沒有想和好友去比較金幣收益的沖動。

在腦區間的功能連接與被試的情緒波動性之間的相關分析中，筆者發現，在收益情境下，個體結果比陌生人對手差的時候，腦島與眶額葉皮層之間的功能連接與個體的情緒波動性呈顯著負相關，并且，該功能連接也社會比較能力呈負相關。結果表明，該功能連接越強的個體，他們的社會比較能力越弱，同時，他們的情緒波動性也更低，更穩定。前人研究的結果顯示我們，腦島起到調節情緒穩定的作用[16-18，21-24]。Ebisch等[22]研究發現，個體的情緒敏感性差異與腦島有關，高情緒敏感性的個體他們的腦島與小腦的功能連接也越弱；同時Che等[25]的研究也發現了類似的效應：高焦慮個體在靜息狀態下前額葉與腦島的功能連接較低，對腦島的調控有助于使個體的情緒穩定；此外，Meyer等[23]的研究進一步發現，個體在與陌生人進行社會比較時，其腦島的激活更強，同時其共情本領則越弱。在本研究中，筆者推測，腦島也調節著社會比較過程中個體的情緒敏感性，腦島與其他腦區功能連接越弱，則個體對后悔情緒也更加敏感；特別是在面對陌生人時，腦島與眶額葉皮層的功能連接越強，則個體共情的本領也較弱，相應的，他的情緒越穩定，并且自身的社會比較能力也較弱。眶額葉皮層是調節社會交互過程中認知控制、情緒反應的重要腦區[22，24，26]，例如后悔情緒[22]。Tucker等[24]通過實驗研究發現，個體在面對負性詞匯時，眶額葉皮層對負性情緒反饋起到了抑制作用，在本研究中，筆者推斷，眶額葉皮層也對后悔情緒具有一定的抑制調節作用。根據前期研究的結果[1-3，27]，筆者可以對本研究結果進行推測：眶額皮層葉與腦島功能連接越強的個體，其調節情緒的能力有可能也越高，情緒越不容易受到外界因素的影響；因此，即便對手是陌生人，他們的情緒波動也越低。

結論：本研究中筆者通過fMRI功能連接的分析方法，探究個體在靜息狀態下，腦島與大腦其他區域的內在連接強度關系。研究結果顯示，在個體自身結果比對手差時，相較于親密好友，面對陌生人會產生更強烈的后悔情緒。在收益情境中，當個體結果比對手差時，腦島與眶額葉皮層的功能連接與對手是陌生人時候個體的情緒波動性有關，同時，個體的社會比較能力也與上述功能連接有關。

利益沖突：無。