Institute of Psychology, Chinese Academy of Sciences
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Recognizing emotions based on heartbeat intervals from the perspective of heart-brain interaction
近年来,情绪识别成为心理学和神经科学领域的研究热点之一。其中,心跳信号作为一种重要的生理指标,被广泛应用于情绪识别的研究中(心跳间期的动力学特征在本研究中称为心跳动力学特征)。基于心跳动力学特征识别情绪的模型总体存在以下不足:1、缺乏对于特征有效性的系统检验;2、缺乏在真实世界中模型生态效度的考察;3、缺乏特征在情绪活动中与大脑活动关联性的理解;4、缺乏对情绪构成理论的检验。针对上述问题,本研究开展 3 个研究,分别考察心跳动力学特征用于情绪识别的有效性,在真实世界条件下检验模型的适用性,以心脑交互角度考察心跳动力学特征与大脑活动的相关性,检验情绪维度理论。
研究1招募64 名大学生被试,在不同情绪效价、唤醒度条件下采集 ECG 数 据,使用传统 HRV 指标与新兴的交感神经指数(SAI)、副交感神经指数(PAI)相关特征建立情绪识别模型,在情绪效价四分类模型获得 82.00%、76.21%的准确率,在情绪唤醒度二分类获得 93.33%、97.50%的准确率。发现 sai_nni_20、pai_nni_50、pai_nni_20、HRV_CMSEn、sai_acf_lhalf、HRV_SI 是更具重要性的特征。
研究 2a 招募 47 名大学生被试,比较基于 Photoplethysmography (PPG)数据 与基于 Electrocardiography (ECG)数据的心跳动力学特征预测情绪的效果差别。 基于 PPG 数据的模型在预测情绪效价四分类、唤醒度二分类最高准确率 78.65%、88.40%,低于基于 ECG 的数据,但总体预测效果尚佳,适用于真实世界应用。在算法方面,深度学习模型展现出更好的预测能力。
研究 2b 在真实世界条件下招募 2687 名大学生,使用可穿戴腕部设备采集PPG 信号,建立基于心跳动力学特征预测情绪的模型,对于情绪效价三分类最高准确率 87.85%,情绪唤醒度二分类最高准确率 98.01%,由于真实世界数据量的增大,基于 PPG 信号的模型预测能力显著提升。深度学习模型展现出显著优势。
研究 3a 分别基于 45 名、41 名大学生数据,使用 RSA 方法,同时采集 ECG 与 EEG 数据,考察在不同情绪效价、唤醒度条件下心跳动力学特征相关的脑区,发现 3 种在不同情绪效价下典型的相关脑区,2 种在不同情绪唤醒度下典型的相关脑区。特征的相关脑区之间存在互补性和组群化特点,体现了全脑在情绪活动中的综合作用,组群化未来可能有助于模型改善。
研究 3b被试同研究 3a,使用 HEP 指标,以心脑互动角度检验了情绪“效价-
唤醒度”模型,结果发现 1、不同情绪效价在额叶、枕叶和其他左半脑的 HEP 指标产生显著差异,时间为 HEP 后 300ms 前后,但 HEP 的振幅上,正性与中性情绪相似,高于负性情绪,情绪效价并未展现出单维度特性,未来可以考虑进一步划分子维度或者改变模型的形态学特征;2、情绪唤醒度方面,负性情绪与应激 情绪(效价相同,应激唤醒度高于负性)无显著 HEP 差异,而应激与中性、正性情绪在右侧额颞叶 HEP 指标产生显著差异,时间窗口为 HEP 后 8-25ms,这一结果说明唤醒度的比较可能需要基于情绪的功能性(负性与应激情绪虽然效价一致但有不同的功能性),比如划分为战斗、退缩、亲和等不同取向。
通过上述 3 个研究,探索了使用心跳间期进行情绪识别的实验室到真实世界的路径,实验室模型展现出较高的预测能力,在真实世界中采集工具精度虽然略低,但由于数据量的剧增,模型仍展现了较高的预测能力,初步展现在真实世界预测情绪的应用性价值。研究中探索了不同特征的重要性,SAI、PAI 指标展现出更高的重要性。探究中还探索了情绪活动中心跳动力特征与脑的相关性,丰富了对于情绪生理基础的理解,增强了模型的可解释性,并为模型的提升提供了潜在的生理依据。最后研究根据心脑交互的视角对情绪构成理论提出了两个改进方向:改造情绪“效价-唤醒度”理论的形态学特征、依据不同的功能取向划分情绪类别。</p
Inhibitory control deficits and Natural Psychotherapy intervention in patients with Obsessive-compulsive Disorder
强迫症是一种复杂且常见的精神障碍,影响患者的社会功能。强迫症的特征是强迫思维或强迫行为或两种症状同时存在。强迫思维是指那些侵入性的、不需要的、重复的、持续的想法、图像和冲动;强迫行为是指反复出现无法停止的刻板行为。尽管强迫症患者理解反复闯入的侵入性想法无意义和仪式化行为无效,但是无法抑制。对于强迫症,目前缺乏有效的治疗和干预方法。
抑制控制能力的好坏能够比较全面地展示认知状态,在个体身心发展中发挥重要作用。强迫症的核心症状强烈提示抑制性失败。本研究从抑制控制的角度在强迫症中展开四个研究。
研究一探索强迫症是否存在一般认知抑制和行为抑制上的损伤。实验1采用经典 Stroop 任务范式在强迫症人群中探索了强迫症患者的认知抑制,结果表明强迫症患者存在认知抑制困难,表现在和对照组相比具有同样正确率的条件下,完成任务的反应时更长,且强迫症患者的强迫症状总分和强迫思维和认知抑制能力呈负相关。实验 2 采用双选择 oddball 范式在强迫症人群中探索了强迫症患者的行为抑制,结果表明强迫症患者和健康对照组相比,未存在行为抑制困难问题。并且发现,强迫症的一般行为抑制能力和强迫思维有关,而不是强迫行为。当前的研究结果有助于我们对中国人群的强迫症患者的一般认知抑制和行为抑制的认识,提示我们应该在强迫症中把认知抑制和行为抑制分开研究。
研究二采用事件相关电位技术,通过两个实验采用情绪线索下的 Stroop 范式和SST范式来分别探索威胁线索和中性线索下强迫症认知抑制和行为抑制的神经活动。实验 3 发现,强迫症患者存在认知抑制困难。与健康对照组相比,强迫症患者的 N450 波幅增强; 在不一致条件下,强迫症患者的冲突 SP 的波幅与健康对照组相比降低。并且在情绪 Stroop 任务中,威胁条件相较于中性条件,存在增强的 N2 波幅、N450 波幅和降低的冲突 SP 波幅。实验 4 发现,强迫症不存在情绪线索下的行为抑制困难,威胁情境不影响强迫症的行为抑制表现,但是在情绪 SST 任务中,威胁条件相比中性条件存在 N2 振幅的下降和 P3 波幅的增强。
研究三通过具有中国传统文化特色的自然心理疗法干预强迫症的抑制控制。 通过实验 5 我们发现,自然心理疗法能够改善强迫症的强迫症状,改善强迫症患者的认知抑制,也改善威胁情景 Stroop 任务下异常的 SP 的波幅,并且干预前后强迫症状的变化和威胁线索下认知抑制能力的变化正相关;自然心理疗法治疗前后强迫症的行为抑制没有明显改善,但降低了威胁情境下的 N2 波幅。</p
The Impact of the Congruency and Its Probabilities between the Expectation and the Outcome on the Recognition Memory: The Role of the Sense of Agency
主动控制感是主动动作或者选择过程中产生的控制自身动作进而控制外界事物和环境的一种主观感觉。当前,更多的研究聚焦于研究主动控制感的影响因素及其机制,但我们对主动控制感如何影响后续的认知加工尤其是情境记忆知之甚少。对于主动控制感是否会影响记忆编码和提取过程,还需要进行更多的实验验证。另一方面,有研究指出,预期和结果的匹配程度显著影响再认记忆的表现。然而,有趣的是,目前的文献中较少有研究专注于主动控制感在这一关联中的作用。匹配程度似乎不仅影响再认记忆本身,还可能在调节主动控 制感方面发挥重要作用。因此,对于匹配程度如何影响主动控制感,以及在预期和结果的一致性对再认记忆影响的过程中主动控制感的具体作用机制,需要更深入的研究和探讨。鉴于此,本研究采用方向选择任务来间接操纵个体的主动控制感水平。通过四个实验,我们探究在无意记忆编码情景和有意记忆编码情景下,主动控制感对再认记忆双系统的影响以及其时间加工进程。
实验 1 的结果显示,在预期和结果一致的情况下,主动控制感评分显著高于不一致条件。此外,在无意记忆编码下,预期和结果一致的情况下的熟悉性再认正确率也显著高于不一致条件。实验 2 的行为结果表明,当预期和结果一致时,主动控制感评分显著高于不一致条件。在有意记忆编码下,回忆再认正确率呈现出高于不一致的趋势。事件相关电位 (Event-related potential, ERP) 结果 显示,在预期和结果一致的情况下,会在主动控制感产生阶段诱发一个更大的P2 (Positive 2)成分 (在正确记得的试次中) ,随后在记忆编码阶段诱发了更大的晚期正成分 (Late positive component, LPC)。对于正确知道再认的试次,预期和结果一致条件相比于不一致条件会在记忆编码阶段诱发更大的额叶负成分 (Frontal negative 400, FN400),但两条件间并没有在主动控制感产生阶段发现任 何 ERP 成分上的差异。此外,在预期和结果一致条件下,正确将词语判断为记 得的试次会在记忆提取阶段诱发更大的 LPC 和 FN400 成分。
实验 3 和实验 4 通过直接操纵预期和结果的一致性及其概率来间接操纵主动控制感,试图再次探究在无意及有意记忆编码下,主动控制感对再认记忆的影响及其时间加工进程。实验 3 的结果与实验 1 一致,发现当预期和结果一致时,在无意记忆编码下,高一致的概率组的熟悉性再认正确率显著高于预期和结果不一致条件。实验 4 进一步结合了脑电揭示,在有意记忆编码下,回忆再认正确率在预期和结果一致条件下显著高于预期和结果不一致条件。此外,当预期和结果的一致性概率较低时,在记忆编码阶段,预期和结果一致条件相比于不一致条件会诱发更大的 LPC 成分。另一方面,对于正确知道再认的试次,在预期和结果的一致性概率较低时,与实验 2 一致的是,预期和结果一致条件 相比于不一致条件,会在主动控制感阶段诱发更大的 P2 成分,并伴随着记忆编 码阶段更大的 P2 成分。在实验 4 的记忆提取阶段,当预期和结果的一致性概率较低时,同样发现了在预期和结果一致条件下相比于不一致条件诱发了更大的LPC 成分。实验 4 的结果表明了预期和结果的一致性以及概率差异会影响记忆编码和提取过程中的注意和认知资源分配,且主动控制感在其中也发挥了一定的作用。实验 1 至实验 4 的结构方程模型也进一步支持了行为结果,强调了主动控制感在预期和结果的一致性及其概率影响再认记忆加工过程中的中介作用。
综上所述,本研究深入探究了主动控制感对再认记忆的影响及其神经机制,并得出以下结论,首先,当实际选择结果符合个体预期时,会产生更强的主动控制感,进而有更佳的记忆表现。且熟悉性记忆在无意记忆编码下更容易被影响,而回忆记忆则在有意记忆编码下更容易被影响。因此,本研究为未来研究提供了关于主动控制感对记忆相关研究的重要理论和实证证据。</p
Gaze-mediated Fear Learning
通过社会渠道间接习得威胁信息,这一适应性能力关乎人类的生存和繁衍。 在这一过程中,以眼睛注视线索为代表的社会性信号发挥了重要的作用。尽管眼睛注视线索因其可以自动化地诱发注意定向并传递他人意图而受到广泛关注,目前尚未有研究直接探讨眼睛注视线索是否可以传递恐惧,即是否存在由眼睛注视线索介导的恐惧学习。针对这一问题,本文通过三项研究具体讨论了是否存在,以及如果存在,这种由眼睛注视线索介导的恐惧学习对个体时间知觉的影响。
研究一采用中央线索范式的变式作为学习部分,并前后施测情感启动任务衡量个体对原本中性的卡通面孔图片情感态度的变化,作为眼睛注视介导恐惧学习的认知指标。结果发现,眼睛注视线索可以将恐惧属性传递至原本中性的卡通面孔上,并影响观察者对其的情感态度。这一结果并不是由低水平视觉刺激导致的,并受到意图加工的调节。当眼睛注视线索被挡板阻挡,这种恐惧传递效应便消失了。更重要的是,通过连续闪烁抑制范式将眼睛注视线索掩蔽至意识之下时,这种由眼睛注视线索介导的恐惧学习仍然存在。这些结果从认知指标的角度表明存在眼睛注视介导的恐惧学习,且这一学习在无意识条件下也可以发生。
研究二我们测量了皮电反应以探测眼睛注视线索介导恐惧学习的生理指标。我们发现,利用中央线索范式的变式进行联结学习后,个体观看与恐惧注视联结的卡通面孔图片,相较于观看与中性注视联结的卡通面孔图片时,表现出更强的皮肤电反应。这些结果从生理指标的角度为眼睛注视线索介导恐惧学习提供了直接证据。
在研究一和二的基础上,研究三试图探讨这种由眼睛注视线索介导的恐惧学习是否可以影响个体的时间知觉。借助心理物理法,我们发现与其他恐惧学习方式类似,眼睛注视线索介导的恐惧学习同样可以诱发主观时间的延长。并且这一知觉偏差与个体社交维度的自闭特质得分相关,时间高估效应仅出现在拥有较低社交维度自闭特质的个体当中。此外,这种时间延长效应同样受到意图加工的影响。当眼睛注视线索被挡板阻挡时,时间高估效应便消失了。这些结果共同说明眼睛注视线索介导的恐惧学习可以影响个体的时间知觉,并受到意图加工感知的调节。
综上所述,系列研究的结果支持了由眼睛注视线索介导的恐惧学习的存在,并进一步说明这种恐惧习得可以影响个体后续的知觉加工。这些发现为后续研究社会性恐惧习得和消退提供了新的思路。</p
The plasticity of episodic memory in older adults: Effects of selfreference and other-reference strategy training
情节记忆会随年龄的增长而出现衰退,难以自发地使用记忆策略是老年人记忆下降的重要原因。考虑到老年人的认知功能存在一定的可塑性,对其开展有效的记忆策略训练,进而提升其记忆功能并延缓认知衰退,是当前的研究热点。前人研究发现,在编码阶段使用自我参照策略能够有效提高健康老年人情节记忆的准确性;在集体主义文化背景下,亲近他人参照策略能够起到和自我参照策略类似的记忆提升效果。然而,自我参照策略和亲近他人参照策略在健康老年人中的记忆训练效果尚不明确。
本研究考察了自我参照策略训练和亲近他人参照策略训练对健康老年人情节记忆的影响。将 79 位认知正常的健康老年人,分配到自我参照组(26 人),他人参照组(27人)和积极对照组(26人)。自我参照组和他人参照组接受为期三周,每周一次的记忆策略训练,对照组以相同频率参与哥伦比亚卡牌风险决策任务。训练前后,三组被试均完成自我参照测验、他人参照测验以及情节记忆神经心理学测验(包括听觉词汇学习测验和配对联想学习测验)。
本研究考察了自我参照策略训练和亲近他人参照策略训练对健康老年人情节记忆的影响。将 79 位认知正常的健康老年人,分配到自我参照组(26 人),他人参照组(27人)和积极对照组(26人)。自我参照组和他人参照组接受为期三周,每周一次的记忆策略训练,对照组以相同频率参与哥伦比亚卡牌风险决策任务。训练前后,三组被试均完成自我参照测验、他人参照测验以及情节记忆神经心理学测验(包括听觉词汇学习测验和配对联想学习测验)。
综上所述,自我参照策略训练对老年人情节记忆的改善效果达到显著水平,但他人参照策略训练效果未达到显著水平。本研究致力于为实现个体的成功老龄化、激发老龄社会活力以及提出适用于世界老龄化问题的解决方案做出一定的贡献,具有独特的现实价值和实践意义。</p
Integrative Complexity Modeling and its Relationship to Suicide
整合复杂性是心理学中用来测量个体思维结构的一个概念。其主要涉及两个方面:区分性和整合性。区分性是指个体能够识别和理解信息中存在的不同观点或元素的能力;整合性是指个体能够将这些不同的观点或元素合并成一个有逻辑性和连贯性的整体的能力。整合复杂性的测量主要依靠人工对于文本内容进行分析。尽管整合复杂性的测量为理解个体的认知复杂性提供了有力的工具,但这些测量方法也存在一些限制。首先,整合复杂性即使有详细的评分标准,评分过程仍然涉及主观判断,不同评分者之间的一致性可能会存在差异。此外,整合复杂性分析的过程复杂耗时,特别是对于大量或者长篇幅的文本资料,这可能限制了大规模应用的可能性。
整合复杂性目前在管理心理学、政治心理学和文化心理学领域展现出了其跨学科的价值和广泛的研究潜力。在管理心理学领域,领导者的整合复杂性水平影响他们如何处理复杂的管理挑战、制定战略和促进团队多样性。在政治心理学中,研究者利用整合复杂性来分析政治领袖的思维风格、外交政策决策过程以及群众的政治态度和行为。文化心理学利用整合复杂性来探讨不同文化背景下个体的思维模式和信息处理策略。但是在健康心理学领域,整合复杂性并没有被充分研究。整合复杂性作为一种思维结构的测量方式,能够对个体如何处理信息和应用压力以及负面情绪做出一定的解释,这对于个体的心理健康是非常重要的。根据自杀 逃避理论,个体可能通过自杀行为来逃避无法忍受的自我意识和情绪痛苦,这一理论框架下,低整合复杂性可能是自杀行为的一个风险因素,因为较低的整合复杂性可能导致个体在面对压力和心理痛苦时,难以看到问题的多个方面和可能的解决方案,从而感到无助和绝望。
针对当前整合复杂性人工测评方法成本高、自动化评估方法精度低以及缺乏中文文本评估方案等问题,本研究基于大语言模型文本数据增强技术和模型迁移技术为整合复杂性的评估设计了对于中英文文本的自动化评估方案,并探索了整合复杂性两种子结构:精细整合复杂性和辩证整合复杂性的自动化评估方法。此外,本研究还基于自杀逃避理论探索了整合复杂性对个体自杀意念和自杀行为的作用。本文设计并实施了三个研究,首先基于大语言模型文本数据增强技术实现了对于英文文本整合复杂性的预测模型,其次基于模型迁移技术实现了对于中文文本整合复杂性的预测模型,最后在社交网络媒体数据上探索了整合复杂性对于自杀意念和自杀行为的作用。
本研究发现,神经网络模型可以很好地捕获整合复杂性、辩证整合复杂性和精细整合复杂性的英文语言特征,这使得神经网络模型在英文文本数据集上对于这三种指标的预测性能上均优于其他机器学习模型。通过使用 GPT 文本数据增强后,神经网络模型的预测性能得到了进一步提升。通过迁移学习发现,本研究中的神经网络可以进一步作为其他语言的预训练语言模型,通过小样本调优实现对于其他语言版本的高准确率整合复杂性预测模型。此外,本研究发现在个体自杀行为发生之前,出现了整合复杂性、辩证整合复杂性和精细整合复杂性的显著下降,且辩证整合复杂性负向调节个体负性情绪与自杀意念之间的关系,但是精细整合复杂性的正向调节作用仅在英文文本中体现出来,本研究认为这种现象可能是不同文化背景下个体文化价值观所导致的。</p
Study of antidepressive mechanisms based on hippocampal PPARγ and its natural stimulants
抑郁症作为全球范围内最严重和最为普遍的精神障碍之一,表现为持续严重的心境低落,在全球范围内,抑郁症对寿命造成的损失最为显著。在中国,抑郁症已经成为主要的疾病负担之一,目前患者数量已超过 9500 万。抑郁症患者通常病程较长,严重影响了他们的社会心理功能和生活质量。尽管关于抑郁症发病机制的假说很多,但具体的分子机制尚无定论。近年来,学者们开始关注抑郁症与代谢的关系。研究表明,抑郁症与代谢综合征之间存在显著关联,两者可能共享一些病理生理机制,例如应激系统的改变,包括 HPA 轴、自主神经系统和免疫系统等。PPARγ被认为是治疗代谢紊乱的主要治疗靶点之一,它在能量稳态和代谢中发挥关键作用,几乎与代谢综合症的所有方面有关。与此同时,PPARγ也广泛分布于神经系统,它在应激期间会被高度激活,并在中枢神经系统中起到一种抗炎剂以及神经保护的作用。基于 PPARγ在调节能量稳态和代谢中的关键性,及其在神经系统中发挥的抗炎和神经保护作用,PPARγ 可能具有一定的抗抑郁潜力。然而,目前仍缺乏实验证实其在抑郁症中的确切作用。因此,进一步的研究有助于更深入地探索 PPARγ在抑郁症治疗中的潜力和机制。
本课题包含了以下两个研究:研究一,首先使用慢性温和不可预知刺激 (CUMS)模型建立动物抑郁模型,造模结束后,采用糖水偏好、强迫游泳、旷场和高架十字迷宫实验评估动物的焦虑-抑郁程度;通过对大鼠海马组织进行转录组学分析得到差异显著的影响通路;最后通过 western blot 实验,验证靶点蛋白 PPARγ和 mTOR 的含量变化。研究结果显示,CUMS 模型成功诱导出动物的焦虑抑郁样行为;通过转录组学分析,筛选得到模型组相比于控制组显著上调的 mTOR 通路;western blot 检测发现海马内 mTOR 通路在 CUMS 的刺激下呈现过度激活状态,与转录组学结果一致,PPARγ的表达则被显著抑制。
研究二,同样使用 CUMS 模型,并使用 PPARγ天然小分子激动剂,木犀草素,进行干预。造模结束后采用糖水偏好、强迫游泳、旷场和高架十字迷宫实验测试动物的焦虑抑郁水平,检测木犀草素的抗抑郁药效;采用 ELISA 检测 动物血清中炎症因子水平,以及 western bolt 验证 PPARγ和 mTOR 的蛋白含量。研究结果显示,在给予 PPARγ天然激动剂木犀草素进行干预之后,给药组大鼠的焦虑抑郁样行为得到明显改善,血清中炎症因子水平显著降低,海马内PPARγ表达显著升高,而 mTOR 的表达则显著降低。
以上结果提示 PPARγ靶点的激活可以改善抑郁样行为,具有成为抑郁治疗新靶点的潜力,且 PPARγ天然激动剂,木犀草素,可能通过激活 PPARγ进而降低 mTOR 表达和炎症因子水平发挥抗抑郁效果。抑郁症对人们的生活和心理健康产生巨大影响,通过研究抑郁症与共病疾病的病理重叠,探索新的药物靶点成为一种积极策略。深入研究 PPARγ靶点,可以增进对抑郁机制的理解,促进开发具有“代谢惰性”特征的新型抗抑郁药物或改善抑郁患者的代谢状态。</p
沉痛悼念郭念锋老师
郭念锋老师的仙逝,如同星辰陨落,留给世间无尽的哀思与深切的缅怀. 我与结交了郭老师的其他人一样,无不为他身上那股难以抗拒的能量、感染力和吸引力所深深吸引,更为他自然天成展现出的人格魅力所折服:他对弱势群体充满深切同情,对不公不义权威大胆批判,对真理不懈智慧探索,在人际交往中展现幽默与机智,对自我生活则随性不羁.</p
Socioeconomic Status and Migrant Preschoolers'Identity:A Moderated Mediation Model
学前流动儿童的身份认同对个体终身发展以及整个城市社会的稳定具有至关重要的作用.为探讨自尊在家庭社会经济地位与学前流动儿童身份认同之间的中介作用以及亲子关系在该中介路径中的调节作用,研究通过量表法对680 名学前流动儿童进行调查.结果发现:(1)家庭社会经济地位能够正向预测学前流动儿童身份认同;(2)自尊在家庭社会经济地位和身份认同之间起中介作用;(3)亲子关系在中介的后半路径"自尊→身份认同"上起调节效应.良好的亲子关系能够促进自尊对身份认同的影响;但随着亲子关系水平的降低,自尊对学前流动儿童身份认同的提升作用逐渐减弱甚至消失.研究结果有助于从认同资本模型视角理解家庭社会经济地位如何以及在何种条件下影响学前流动儿童身份认同.</p