背景介绍
2023年，北京市教育委员会和北京市学位委员会组织北京市优秀博士学位论文评选，共评出优秀博士学位论文104篇，认知神经科学与学习国家重点实验室博士杨佳欣（导师马燚娜教授）的论文《风险情境下群体决策的认知神经机制》获北京市优秀博士学位论文。本期我们一同走进杨佳欣博士的故事。
作者简介
杨佳欣，于2018年至北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室攻读博士研究生，师从马燚娜教授，并于2022年毕业。现为北京师范大学励耘博士后。主要研究方向集中于群体风险决策的认知计算特征，及群体冲突的多脑神经机制。博士研究生期间的工作已发表于Nature Neuroscience，Nature Human Behaviour等期刊。
杨佳欣和导师马燚娜教授的合影
论文基本信息
中文标题：风险情境下群体决策的认知神经机制
英文标题：The cognitive and neural mechanism of group risky decision-making
奖 项：2023年北京市优秀博士学位论文
论文摘要：
作为社会性群居动物，人类的生存和发展离不开群体。群体有诸多益处，作为一种保护机制，群体可以更好地捕捉食物和抵御外敌，实现超越个体个人能力的目标。但对人类而言，当面临风险情境时，群体也会带来反作用。来自群体“冒险转移”现象（“Risky shift”phenomenon）的研究表明，当面对可控风险与潜在收益时, 群体会做出更极端、更冲动的冒险决策，以及平时所规避的冒险行为。尤其是应对群际冲突引发的不可控风险时，群体会不惜牺牲自身利益、健康甚至生命以获取冲突中群体的相对优势。尽管心理学家、人类学家、社会学家长期以来一直在思考这种“疯狂群体”的起因，但尚未有研究系统探究风险情境下群体决策的认知神经机制。基于此，本论文聚焦群体风险决策，结合风险情境下的实时群体决策任务和多脑神经活动同步记录技术，揭示风险可控和风险不可控两种情境下的群体风险决策的行为表现、认知规律及单脑-多脑神经机制。
本论文共包含四个研究。研究一、二采用仿真气球冒险任务来探究风险可控（即风险可以通过决策规避）情境下的群体决策。研究一采用颅内脑电同步记录技术（测量深部皮层脑区的局部场电位活动），重点考察了风险可控情境下，群体冒险的行为特征及参与风险评估（岛叶、眶额叶）和心智化（颞顶联合区）脑区的脑间神经振荡的同步性。研究发现，风险可控情境下，群体成员在负责编码风险厌恶的岛叶高频、负责编码奖励寻求的眶额叶低频以及参与心智化的颞顶联合区高频表现出同步的神经振荡活动，且岛叶和眶额叶的脑间神经振荡的同步性可以预测群体的冒险行为。研究二在此基础上进一步关注群体内不同分工的决策者和旁观者在行为表现，岛叶、眶额叶和颞顶联合区神经振荡时频特征上的差异，以及群体决策者与决策旁观者的脑间神经同步振荡的方向性。研究发现，相比于为自己做决策，决策者为群体做风险决策时岛叶高频和眶额叶低频的神经振荡的能量更强。此外，与决策旁观者相比，冒险情境会引起群体决策者更强的风险厌恶。来自传递熵（Transfer entropy，TE）分析的结果表明，通过人际互动，群体决策者会将岛叶高频编码的风险厌恶“传递”给决策旁观者，并会根据决策旁观者“传递”来的眶额叶低频编码的奖励寻求动机进行风险决策。对于颞顶联合区，我们观察到群体决策者在进行风险决策时的神经振荡能量高于决策旁观者，进而为群体决策者会考虑队友风险偏好进行风险决策的行为表现提供神经层面的依据。
研究三、四采用“攻击—防守”群际竞争决策任务来探究风险不可控（即风险无法通过决策规避，只能被动应对）的群际冲突情境下的群体决策。研究三采用近红外光谱成像同步记录技术（测量皮层表面脑区的血氧活动），重点考察了风险不可控情境下，群体的风险决策及应对群际冲突时背外侧前额叶和颞顶联合区的多脑神经同步机制。研究发现，在风险不可控情境下，群体成员在负责冲动抑制和策略性决策的背外侧前额叶表现出同步降低的神经活动，且群体成员在背外侧前额叶的脑间神经同步性可以预测其风险决策的冲动性。此外，群体成员在采取协同行动应对风险时，其背外侧前额叶和颞顶联合区的功能连接显著增强。研究四在此基础上，进一步探究了群体领导者应对群际冲突的策略。我们发现，群体领导者作为行为榜样，其在应对群际冲突的策略上存在性别差异。男性和女性领导者会分别采取“强力进攻”策略和“择时进攻”策略。当领导者采取不惜一切金钱代价进攻对方的“强力进攻”策略时，其负责冲动抑制的背外侧前额叶的神经活动强度显著降低，且和追随者在颞顶联合区的脑间神经同步性显著增强；当领导者采用“择时进攻”策略时，其和外群体成员（即对手）在背外侧前额叶的脑间神经同步性显著增强。此外，群体领导者的皮质醇激素水平会调节其应对风险的优势策略及其相应的脑内激活水平和脑间神经同步性。
综上，本论文揭示了群体成员在编码风险厌恶的岛叶、编码奖励寻求动机的眶额叶和负责冲动抑制、策略决策的背外侧前额叶神经活动的同步性功能抑制是导致群体面对风险“疯狂化”的神经机制。本论文的研究结论为有效调控群体的极端冒险行为提供了实证基础。
论文主要创新点
在群体交互模式上，实现多人群体决策的实时互动。为弥补以往研究主要考察群体内个体静态的行为特征，较少涉及群体的动态互动，在本论文研究中，我们创设了多人实时互动的群体决策实验范式——群体冒险决策任务和“攻击—防守”群际竞争决策任务，将高生态效度测量与“多人—多轮—实时”的群体风险决策范式相结合，进而在不同的风险情境（即风险可控与不可控情境）中解构群体风险决策的实时互动特征及其多脑神经机制。
在多脑神经活动的测量上，借助颅内脑电同步记录技术，成功揭示人类群体互动时脑间局部场电位变化的同步特征。为弥补以往研究只关注皮层脑区在血氧活动水平上的同步变化特征，不涉及深部皮层结构及神经微环路尺度的脑间神经同步性。在本论文研究中，我们通过颅内立体定向脑电技术同步记录了两个个体的局部场电位，测量了极高信噪比、高时间、空间分辨率的脑间神经活动的同步振荡。这一测量尺度的突破使我们能够精细化地描述脑间神经同步性在时间-空间-频率上的神经活动特征。
代表性创新成果
1、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.
2、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, 1-13.
获奖感言
尊敬的评审专家、老师、同学们，非常感谢您们对我研究工作的认可和鼓励。我很荣幸能够获得这个奖项，这是我学术生涯中的一次重要荣誉。
首先，我要感谢我的导师, 马燚娜教授。能够在求学路上遇到马老师真的是我这辈子最幸运最感恩的事情。谢谢老师在我迷茫的时候一次次指引我找到前进的方向；谢谢老师在学术科研上对我的用心栽培与教导，无私分享她的经验，一次次为我创造学习锻炼的机会。在老师身上，我学会了如何做研究，如何做一个勇于突破创新的研究者。同时，我也要感谢SANP实验室的各位同学们，以及指导完善论文的答辩老师们，是你们的共同支持，才有了这篇论文。
获得这个奖项不仅是我个人努力的结果，更是团队合作的成果。在研究过程中，我学到了很多知识技能，也深刻认识到了科研工作的不易。我将继续保持认真、勤奋、谦虚的态度，不断提高自己的研究水平和创新能力。希望能够在未来的学术生涯中，为学术事业和社会进步做出更大的贡献。
