眼睛能为我们提供很多有关他人情绪和意图的信息，合作伙伴（partners）之间的瞳孔同步变大能够促进信任。但是，瞳孔的变化是如何影响观察者的行为的呢？这背后的神经机制是什么呢？荷兰莱顿大学和阿姆斯特丹大学的研究团队使用核磁共振和眼动仪相结合的技术，发现瞳孔模仿通过心理理论网络（theory-of-mind,ToM）的激活影响信任决策。Mariska E. Kret教授为该文通讯作者，该研究发表在PNAS上。

关键词：信任游戏 瞳孔  fMRI   ToM心理理论网络

信任是人际合作和社会繁荣的基本因素，而眼睛所表达出的信息又是人们做出信任决策的重要影响因素。先前研究不仅在人类被试中发现搭档之间瞳孔的同步扩大会促进信任，而且这一发现还在黑猩猩和婴儿中得到了证实。这暗示了瞳孔模仿可能已经进化成为一种促进族群建立情感连接的社会机制。

前人文献提出两种核心的促进瞳孔模仿的机制。一种观点认为瞳孔模仿被一种普通低水平的皮层下机制控制，是一种直接的杏仁核-脑干生理反应，它能够帮助人类迅速地识别社会唤醒或者威胁情景。瞳孔大小的无意识加工及伴随瞳孔扩大时的杏仁核活动增强支持了这一假设。另外一种观点认为社会认知与瞳孔加工之间交织的神经系统意味着瞳孔模仿可能起到超出简单的生理反应的功能，如唤醒。一种可能的观点是瞳孔模仿通过心理理论网络（ToM）影响信任决策。然而，目前还没有研究来探讨瞳孔模仿和信任形成的神经机制。

本研究探究瞳孔模仿和信任之间的神经认知联结，采用功能核磁共振(fMRI)和瞳孔测量法同步采集被试做信任决策任务时的数据。实验设计，刺激和任务如图1所示。

图1 A：在核磁扫描室中，被试完成单人信任游戏，期间他们的投资决策和瞳孔直径分别被核磁按键盒和眼动仪记录下来。

B：被试（投资者）观看不同的短视频，视频当中虚拟合作伙伴的瞳孔大小被实验操纵。每个试次中，被试都必须将0-6（0,2,4,6）欧元的投资转给合作伙伴，投资金额会翻三倍，并且虚拟合作伙伴被要求转移1-100%的回报给投资者。期间，为了使投资者的投资金额只受到合作伙伴瞳孔大小的影响，并不反馈给被试获得的投资收益。

C：刺激材料由18（9男，9女）张中性表情的照片组成，实验中，合作伙伴的瞳孔或扩大到原来的140%（pupil dilated），或缩小到原来的60%（constricted），或者静止不变（static）。

D：刺激呈现时间如图所示，在iv中，放大和缩小条件下，瞳孔大小在1500ms中逐步变化。在v中，瞳孔大小保持iv最终变化的结果1000ms。在vi中，被试有2000ms决定投资金额。

行为和瞳孔变化结果验证了之前的研究发现，即合作伙伴瞳孔变大比瞳孔静止不变条件表现出更多的信任，合作伙伴瞳孔变小比瞳孔静止不变条件表现出更少的信任（图2A）。其次，图2B显示相较合作伙伴的瞳孔变小或者静止不变，合作伙伴瞳孔变大条件下，被试的瞳孔变大的速度也是最快的。第三，与前人研究一致，瞳孔模仿调节信任，合作伙伴瞳孔大小与被试瞳孔大小的交互作用显著地影响信任。当被试模仿他们的合作伙伴瞳孔变大时，他们要比不模仿的时候表现出更多的信任；反过来，瞳孔变小模仿条件要比瞳孔变小不模仿条件表达出更少的信任（图2C）。总的来说，行为分析表明瞳孔模仿增强了合作伙伴瞳孔对信任影响的效应，并且支持信任决策是通过整合合作伙伴瞳孔和被试瞳孔反应而决定的观点。

图2. 行为和瞳孔测量结果。

已知对微妙的情感线索（如瞳孔大小）的模仿会影响对他人信任的主观评价，我们通过建立GLM模型去探究与瞳孔模仿相关的脑区。结果与假设一致（图3A），在瞳孔模仿条件下，ToM的所有重要节点都显著激活（bilateral TPJ-双侧颞顶联合区，bilateral STS-双侧颞上沟，right MPFC-右内侧前额叶，bilateral precuneus cortex-双侧楔前叶）。为了更清楚地检验瞳孔模仿的神经模式，图3B和C分别显示了瞳孔模仿激活与ToM模板的神经重叠和瞳孔模仿激活与威胁相关脑区模板的神经重叠，这些模板来自于相关的元分析。这些重叠清楚地表明瞳孔模仿超出了威胁相关区域，涉及到一些新皮层区域，例如与读心和社会评价形成相关的区域，这也为瞳孔模仿与高级的ToM加工提供了支持。

图3. 瞳孔模仿的神经相关。

很多证据暗示社会信息（如情绪表达和目光朝向）是自动编码的，基于这种发现，我们探究瞳孔模仿是否调节ToM活动。这里选择的ToM mask是基于功能定位和元分析结果的重叠（图4A）。提取ToM信号并进行分析发现当被试模仿合作伙伴的瞳孔大小时，ToM激活要比没有模仿时要高，但这种结果只出现在被试模仿瞳孔扩大的情况（图4B）。进一步分析发现，瞳孔变大时个体的瞳孔模仿指数与ToM信号变化（相对基线水平）呈正相关，也可以解释为模仿瞳孔变大的敏感性影响了ToM的激活（图4C）。

图4. 基于ROI的分析结果。

最后，为了确定瞳孔模仿和信任之间联结的神经机制，我们探究与瞳孔模仿相关的ToM脑区是否也被信任决策调节。结果表明，ToM网络被瞳孔放大时的模仿指数调节。在ToM网络中，投资价值能够预测楔前叶的信号变化，这验证了ToM参与了信任决策（图5）。

图5. ToM参与信任决策。

本研究结合心理生理、行为和脑成像方法，通过一个经济游戏的方式检验了瞳孔模仿和信任之间涉及的神经机制，并为瞳孔模仿的社会假设提供证据。研究证实了与社会决策相关的脑区是被微妙的瞳孔大小调节的，瞳孔模仿是暗含在这一过程的目标机制。

参考文献：Prochazkova E, Prochazkova L, Giffin M R, et al. Pupil mimicrypromotes trust through the theory-of-mind network[J]. Proceedings of theNational Academy of Sciences, 2018, 115(31): E7265-E7274.

欢迎微信扫码关注思影科技

获取原文：关注“思影科技”公众号，回复“原文”或“培训”，获取原文pdf及补充材料下载链接，同时欢迎浏览我们的培训通知以及数据处理业务介绍（点击即可浏览）:

第一届眼动数据处理班

第十届功能磁共振数据处理基础班

更新通知：第一届脑功能磁共振提高班暨任务态fmri专题班

第六届磁共振脑网络数据处理班

第二届动物磁共振脑影像数据处理班

第八届脑电数据处理基础班

第二届磁共振ASL（动脉自旋标记）数据处理班

第五届磁共振弥散张量成像数据处理班

第四届磁共振脑影像结构班

思影数据处理业务一：功能磁共振（fMRI）数据处理

思影数据处理业务二：结构磁共振成像(sMRI)与弥散张量成像(DTI)处理业务