2026年10月19日，北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室，IDG/麦戈文脑科学研究院马燚娜课题组在《Nature Neuroscience》在线发表了研究成果 “An amygdala-mediated simulation-to-decision cascade aligns interbrain dynamics to solve social dilemmas”。 该研究阐明了社会合作达成中杏仁核参与脑间神经表征同步与“他人预测-自我决策”神经通路的双机制，为理解社会合作达成的发生机制做出贡献。
合作是人类社会高效运转的基础，然而合作的达成同时也极具挑战。揭示合作达成的潜在机制成为经济学、心理学、神经科学等众多领域的研究难题。合作的成功达成不仅需要个体抑制自私的冲动，还需要在信息不透明，即不确定对方意图的情境中，同步做出合作的决策。因此，合作不仅仅是两个独立选择的叠加，更是合作双方行为协同的结果。已有研究往往关注单个大脑如何做出合作选择，然而两个独立决策者如何在动态交互中协调彼此的预期与行动，从而共同达成合作这一完整机制尚不清晰。
通过“脑间表征同步”(interbrain representational alignment，IBRA)分析，研究发现合作达成过程中个体间在杏仁核(Amygdala)存在更强的跨频谱神经活动相似性(spectrum-based similarity)。不同于传统基于时间序列的脑间同步，频谱相似性能够进一步揭示其神经表征内容的脑间相似。具体来说，杏仁核早期频谱相似性以θ频段活动抑制为主要特征，实时编码合作双方的互动历史信息；晚期频谱相似性伴随着θ-α频段活动抑制与γ频段活动增强，并表征当前合作的预期结果。
图1：脑间表征同步计算与结果
进一步，结合计算建模，研究发现在动态交互过程中，个体会动态预测对方的行为，并根据每一轮结果进行贝叶斯更新。每一轮中，杏仁核神经活动实时编码预测期望(estimate)，预测不确定性(uncertainty)，与预测偏差(prediction error) 等潜在认知计算变量。并且，杏仁脑间表征同步的频谱特征成分：低频神经活动抑制与高频神经活动增强，分别特异性进行对方选择预测与自我选择编码，两神经信号通过跨频相位-幅值耦合(Phase-Amplitude Coupling)完成信息交流。
图2：杏仁核对自我-他人编码及信息交流
马燚娜课题组在读博士生倪军、天坛医院医生孟凡刚、张弨为本文共同第一作者，马燚娜教授为独立通讯作者。该研究获得科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目青年科学家项目，国家自然科学基金项目、中央高校基本科研业务费等资助。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41593-026-02473-z
课题组链接：https://mylab.bnu.edu.cn/
课题组前期相关论文：
Wang, J., Meng, F., Xu, C., Zhang, Y., Liang, K., Han, C., ... & Ma, Y. (2025). Simultaneous intracranial recordings of interacting brains reveal neurocognitive dynamics of human cooperation. Nature Neuroscience, 28(1), 161-173.
Tan, H., Zeng, X., Ni, J., Liang, K., Xu, C., Zhang, Y., ... & Ma, Y. (2024). Intracranial EEG signals disentangle multi-areal neural dynamics of vicarious pain perception. Nature Communications, 15(1), 5203.
Ni, J., Yang, J., & Ma, Y. (2024). Social bonding in groups of humans selectively increases inter-status information exchange and prefrontal neural synchronization. PLoS Biology, 22(3), e3002545.
Zhang, H., Yang, J., Ni, J., De Dreu, C. K., & Ma, Y. (2023). Leader–follower behavioural coordination and neural synchronization during intergroup conflict. Nature Human Behaviour, 7(12), 2169-2181.
Yang, J., Zhang, H., Ni, J., De Dreu, C. K., & Ma, Y. (2020). Within-group synchronization in the prefrontal cortex associates with intergroup conflict. Nature neuroscience, 23(6), 754-760.
