社会比较对象对后悔情绪波动性的影响：一项静息态fMRI研究

孙裕斌，刘志远，陈静，杨光*，郭秀艳

作者单位：1. 华东师范大学上海市磁共振重点实验室，上海 200062 2. 华东师范大学物理与材料科学学院，上海 200062 3. 陕西师范大学心理学院，西安 710062 4. 华东师范大学心理与认知科学学院，上海 200062 5. 华东师范大学上海市脑功能基因组学重点实验室，上海 200062 6. 华东师范大学心理学国家级实验教学示范中心，上海 200062

人们在进行决策选择时，经常会对已经得到的结果与未得到的结果进行比较。前人研究表明，这种比较会引起个体的反事实思考并进而影响个体的主观情绪。如果已得到的结果比未得到的结果差，个体会体验到后悔情绪；反之，如果已得到的结果比未得到的结果好，则会体验到欣慰情绪[1-6]。

生活中，人们常常会主动或被动地通过他人信息来评估自身情况，这样不可避免地会使自己与他人进行比较，这种比较称为“社会比较”(Social Comparison)[7-9]。已有研究初步探讨了社会比较对于个体决策及其情绪的影响[10-12]，本课题组前期采用连续风险决策任务也探讨了社会比较对后悔情绪的影响，发现了当自身的结果比对手差时，个体的后悔情绪更强[2]。然而研究发现个体与他人的亲密程度在社会比较过程中的影响是很大的，对手与个体的关系影响着社会比较动机[13]。因此基于课题组前期的研究结果，本研究进一步将对手与个体的关系进行细分：亲密好友与陌生人，探讨不同的社会比较对象(亲密好友与陌生人)对个体情绪相关的影响。

在静息态fMRI研究中，脑区之间的功能连接(functional connectivity，FC)被认为是探测各个大脑部位线性相关的手段，人们在决策以及情绪加工过程中需要各个脑区“分工处理”，并整合来自不同脑区的信息[14-15]。课题组前期的研究表明脑岛是大脑中对于不同情绪反应(比如后悔情绪)过程进行整合的区域[1-3，16-17]，同时也具有注意，稳定情绪的作用[18]，Preuschoff等[19]认为脑岛是连接情绪加工，决策与行为的关键脑区。因此，它和许多其他脑区的功能连接与奖赏、决策有关系，例如Becker等[20]发现脑岛与眶额叶皮层的功能连接与个体在金钱奖赏任务时的感知有关。

综上，本研究借助静息态fMRI的分析方法，采用连续风险决策范式，深入探究个体在静息状态下脑岛与其他脑区(例如眶额叶皮层)的功能连接与不同社会比较对象所引起的情绪波动性之间的关系。研究预期脑岛和相关脑区的功能连接与个体在不同社会比较对象下所引起的情绪波动性有关。

1 材料与方法

1.1 研究对象

总计38名健康大学生被试参与本研究，其中7名被试由于行为数据不完整予以剔除，剩余31名被试(男性15名，女性16名)平均年龄(22.23±1.69)岁，范围19～26岁。所有参与者的视力或矫正视力正常，无重大疾病或精神病史。所有被试均为自愿参与并在实验开始前签署知情同意书。本实验研究项目已获得华东师范大学人体伦理委员会批准(批准号：HR 074-2017)。

1.2 实验任务

本实验开始前，被试需要填写社会比较量表，并被告知有两个假想对手会和一起做同样的任务，这两个对手分别被描述为亲密好友与陌生人。我们对亲密好友的操纵是：让被试想象与他关系最亲密的同性别好友，为了激发被试对于亲密好友的好感，我们让被试回忆他和亲密好友之间的种种经历以及好友是如何帮助自己的事例。陌生人则被描述为：与被试从无交集，同性别、年龄相仿的同校大学生。游戏中每一轮的厌恶刺激(鬼的位置)是一样的，他们(被试和对手)的决策结果将在结果界面同时呈现。此外，被试的参与费与实验收益有关。

我们首先采集被试的静息态数据。在静息态扫描过程中，被试被要求闭眼放松，头脑清醒不要睡着，但不要进行一些有意义的思考，使大脑保持游离状态。静息态扫描完成后，被试进行连续风险决策任务。

本实验采用ABBA或BAAB的组块实验设计[组块A (图1)：对手是亲密好友；组块B：对手是陌生人]，因此实验中共包括四个组块，每个组块有24个实验试次，其中对手是亲密好友与陌生人各48个实验试次，共计96个实验试次。每个试次中，被试先被呈现8个箱子，并被告知这8个箱子里面，7个箱子里装着金币，还有一个箱子里装的是魔鬼，魔鬼的位置是随机的。被试只能从左往右依次打开箱子。在每一个阶段，被试有2000 ms的时间考虑是否打开箱子或停止打开箱子并收集金币。若被试打开的箱子里正好是魔鬼，那么被试本轮结束且收益为零；若被试选择主动停止，那么被试将会收集所打开的金币。在被试停止收集金币或者打开箱子遇到鬼之后，会紧接着一个从1800～2250 ms的时间间隔，之后被试和对手的决策结果将在结果界面同时呈现。如果被试或对手主动选择停止这一轮游戏并收集所得到的金币，那么会有个天蓝色的边框显示出各自的结果；如果被试或对手在本试次中遇鬼且失去金币，则有一个红色边框显示各自的结果，结果界面呈现时间为5000 ms，在此期间被试需要对比自身与对手的结果，共有三种情况：(1)比对手好的情况；(2)和对手一样的情况；(3)比对手差的情况。在此之后，屏幕上会呈现一个注视点，持续时间从1500～15 500 ms。

在注视点呈现结束之后，被试需要在九点评分量表上评定他们当前情绪，评分从-4～4，-4为极其后悔，4为极其欣慰。

1.3 核磁共振扫描参数

本实验中核磁共振成像扫描分为高清结构项以及静息态扫描两部分，本实验中所有被试的脑数据都由Siemens Prisma 3.0 T核磁共振成像系统采集获得。首先通过T1加权的多平面重建序列(magnetizationprepared，rapid acquisition gradient echo，MP-RAGE)得到高清结构像，其中扫描参数为：TR 2530 ms，TE 2.98 ms，扫描层数为192层，层厚1 mm，FOV为256 mm×256 mm，采集矩阵大小为256×256。之后进行静息态成像数据扫描，扫描过程中要求被试全程睁眼并保持不做思考的清醒状态。静息态fMRI成像采用的是梯度回波平面成像序列(echo plana imaging，EPI)，其序列参数为：TR 2000 ms，TE 30 ms，FOV为220 mm×220 mm，采集矩阵大小为64×64，层厚为3.5 mm，层间距为0.7 mm，扫描层数为33层，总时长为480 s，共得到240张静息态图像。

1.4 行为数据分析

将实验结果分为两种，一种为主动收集金币而未遇到魔鬼，我们称为收益情境(GAIN情境)，另一种为遇到鬼魔而损失金币，我们称之为损失情境(LOSS情境)。

在收益情境情境下，课题组前期研究引入了收益比(real gain percentage，RGP)[1-3]，即实际得到的结果与可能得到的最优结果的比值(如公式1)，RGP可以认为是得到的金币与错失的机会之间的权衡，是显示客观结果的指标[1-3]；见公式1：RGP=所得金币/(所得金币+错失金币)。

本研究探究不同的社会比较对象对于情绪波动的影响，采用回归分析探究社会比较对情绪波动性的影响。在回归模型中，RGP作为自变量，情绪评分作为因变量；见公式2：rating=β×RGP+γ。

然后计算了每个个体的在各个比较结果及比较对手下(比陌生人的结果差、比好友的结果差、和陌生人的结果一样、和好友的结果一样、比陌生人的结果好、比好友的结果好)的系数β(如公式2)。β可以看作个体在该社会比较结果下对客观结果的敏感程度，且能反映个体的情绪波动程度(即情绪波动性)：系数越接近零，个体对社会比较结果的情绪反应(即情绪波动)越低。

1.5 静息态fMRI数据分析

本研究中静息态数据的预处理使用基于SPM8软件工具包的DPASFA完成。预处理分为以下几个步骤：(1)删除每个时间序列的前10个时间点来排除扫描初期仪器的不稳定性；(2)对层间扫描时间差进行层间校正；(3)对剩余时间点进行头动校正，以减少被试因为头动而对数据产生的影响。将除第一次扫描外的所有图像与第一幅图像进行对齐，剔除平动超过2 mm，转动超过2°的个体数据；(4)对未超过头动的个体的图像进行手动对准。以脑图中的AC点作为原点，使PC点与AC点位于同一水平线上，生成平均功能像；(5)将每名被试平均功能像和T1加权得到的结构像进行配准；(6)把所有被试的像用传统的分割算法进行分割，分割成灰质、白质和脑脊液，并使用标准化参数矩阵将其标准化到MNI空间；(7)进行空间标准化，利用DARTEL算法将结构像和分割后的组织图像标准化到蒙特利尔神经病学研究所(Montreal Neurological Institute，MNI)空间进行重采样，体素大小为3 mm×3 mm×3 mm；(8)用半高宽为6 mm的各向同性的高斯核进行空间平滑处理，提高信噪比。

预处理结束后对被试的数据进行功能连接分析，功能连接分析过程如下：(1)去除数据的线性漂移；(2)滤波，使用带通滤波去除0.01～0.08 Hz以外的低频与高频噪声；(3)去除白质、脑脊液，头动等协变量对数据的影响；(4)在课题组前期研究中，脑岛经常被发现参与到由连续风险决策结果产生的情绪评估加工中[1-3]。本研究我们同样采用的连续风险决策任务，因此我们将脑岛作为感兴趣区，探讨其与大脑其他区域的功能连接。其坐标为：-28，24，8，将感兴趣区构建为以脑岛坐标(-28，24，8)为球心，半径为6 mm的球体。(5)计算种子点与大脑各个体素之间的功能连接并获得通过费舍尔Z转换(Fisher Z)的大脑功能连接系数。随后，通过SPSS对功能连接系数和行为结果进行Pearson相关性分析，保留阈值P＜0.05的显著相关结果。

最后，为了探究相关功能连接与不同社会比较对象所导致的情绪波动性之间的关系，将全脑的功能连接值与个体在任务中不同比较结果下的情绪波动性作相关分析，通过体素水平P＜0.001(未校正)及簇水平P＜0.05 [family-wise error (FWE)校正]后的结果被认为是显著相关而被报告(被报告的坐标为MNI坐标)。此外，通过SPSS 20.0统计分析工具对上一步中显著相关的功能连接值与情绪波动性及量表得分进行相关性分析，得到相关系数并画出散点图。

图1 实验过程，左为对手是朋友，右为对手为陌生人 图2 在收益情境中，在结果比对手差与和对手一样时，个体面对不同的对手的情绪评分差异显著。相较于对手是亲密好友，当对手是陌生人时，个体整体的情绪评分更低 图3 在损失情境中，在结果比对手差时，个体面对不同的对手的情绪评分差异显著。相较于对手是亲密好友，当对手是陌生人时，个体整体的情绪评分更低 图4 A：脑岛与眶额叶皮层的功能连接与个体的社会比较能力呈负相关；B：以脑岛为种子点搜索到的眶额叶皮层脑区；C：该功能连接与个体在收益情境，比陌生人结果差时的情绪波动性呈负相关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 以脑岛为感兴趣区，个体在收益情境下，比陌生人的结果差时，情绪波动性呈显著负相关的脑区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 结果

2.1 行为结果

收益情境中不同社会比较对象对情绪评分的影响：为了探究在不同的比较结果下，面对不同对手时情绪评分的差异，我们进行了基于情绪评分的2(社会比较对象：亲密好友与陌生人)×3(比较结果：比对手差，和对手一样，比对手好)的重复测量分析，结果发现显著的社会比较对象和比较结果的主效应(Fs＜21.754，Ps＜0.001)：(1)相较于对手是亲密好友，当对手是陌生人时，个体整体的后悔情绪更强；(2)随着比较结果变差(即比较结果从比对手好到比对手差)，个体也表现出更强的后悔情绪；此外结果还发现了社会比较对象与比较结果之间的显著的交互作用(F＜20.678，Ps＜0.001)(图2)。进一步的配对t检验发现，在结果比对手差时，相较于对手是朋友，对手是陌生人的时候更加后悔[t(30)=5.63，P＜0.001]；在结果和对手一样时，相较于对手是朋友，对手是陌生人的时候更加后悔[t(30)=3.386，P＜0.005]。

损失情境下不同社会比较对象对情绪评分的影响：同理，基于情绪评分的2 (社会比较对象：亲密好友与陌生人)×2 (比较结果：比对手差，和对手一样)的重复测量分析发现条件和结果的主效应(Fs＜42.084，Ps＜0.001)：(1)在损失情境下，相较于对手是亲密好友，对手是陌生人时后悔情绪更强；(2)随着比较结果变差，个体的后悔情绪也更强。此外结果也发现了社会比较对象与比较结果之间的显著交互作用(F＜43.401，Ps＜0.01)(图3)。通过配对样本t检验发现，在个体结果比对手差时，相较于对手是朋友，对手是陌生人的时候个体表现出更加后悔的情绪[t(30)=7.346，P＜0.001]。

2.2 脑数据结果

研究表明，脑岛(insula)与眶额叶皮层(orbital frontal cortex)的功能连接与个体的社会比较量表中的社会比较能力维度呈负相关(r=-0.472，P＜0.01，图4A、B)，此外，该功能连接也与个体在收益情境下，结果比陌生人差时的情绪波动性呈显著相关(r=-0.399，P＜0.05；表1；图4C)。

3 讨论

本实验中笔者采用静息态fMRI的研究技术，深入探究了脑岛与大脑区域的功能连接与不同社会比较对象下的情绪波动性之间的关系。

行为结果表明，在收益情境中，当个体的结果比对手差或相同时，面对亲密好友与陌生人之间的评分差异显著，相比于对手是亲密好友，个体在面对陌生人的时候表现出更加后悔的情绪；在损失情境中，当个体的结果比对手的结果差时，面对不同对手的评分差异依然显著，相较于对手是亲密好友，对手是陌生人也会让个体表现出更加强烈的后悔情绪。该行为结果说明了个体在和完全无关的陌生人进行收益任务时，竞争意识更强烈，表现出的社会比较倾向更强，情绪的起伏也就更大。而当对手是最亲密好友时，个体并没有想和好友去比较金币收益的冲动。

在脑区间的功能连接与被试的情绪波动性之间的相关分析中，笔者发现，在收益情境下，个体结果比陌生人对手差的时候，脑岛与眶额叶皮层之间的功能连接与个体的情绪波动性呈显著负相关，并且，该功能连接也社会比较能力呈负相关。结果表明，该功能连接越强的个体，他们的社会比较能力越弱，同时，他们的情绪波动性也更低，更稳定。前人研究的结果显示我们，脑岛起到调节情绪稳定的作用[16-18，21-24]。Ebisch等[22]研究发现，个体的情绪敏感性差异与脑岛有关，高情绪敏感性的个体他们的脑岛与小脑的功能连接也越弱；同时Che等[25]的研究也发现了类似的效应：高焦虑个体在静息状态下前额叶与脑岛的功能连接较低，对脑岛的调控有助于使个体的情绪稳定；此外，Meyer等[23]的研究进一步发现，个体在与陌生人进行社会比较时，其脑岛的激活更强，同时其共情本领则越弱。在本研究中，笔者推测，脑岛也调节着社会比较过程中个体的情绪敏感性，脑岛与其他脑区功能连接越弱，则个体对后悔情绪也更加敏感；特别是在面对陌生人时，脑岛与眶额叶皮层的功能连接越强，则个体共情的本领也较弱，相应的，他的情绪越稳定，并且自身的社会比较能力也较弱。眶额叶皮层是调节社会交互过程中认知控制、情绪反应的重要脑区[22，24，26]，例如后悔情绪[22]。Tucker等[24]通过实验研究发现，个体在面对负性词汇时，眶额叶皮层对负性情绪反馈起到了抑制作用，在本研究中，笔者推断，眶额叶皮层也对后悔情绪具有一定的抑制调节作用。根据前期研究的结果[1-3，27]，笔者可以对本研究结果进行推测：眶额皮层叶与脑岛功能连接越强的个体，其调节情绪的能力有可能也越高，情绪越不容易受到外界因素的影响；因此，即便对手是陌生人，他们的情绪波动也越低。

结论：本研究中笔者通过fMRI功能连接的分析方法，探究个体在静息状态下，脑岛与大脑其他区域的内在连接强度关系。研究结果显示，在个体自身结果比对手差时，相较于亲密好友，面对陌生人会产生更强烈的后悔情绪。在收益情境中，当个体结果比对手差时，脑岛与眶额叶皮层的功能连接与对手是陌生人时候个体的情绪波动性有关，同时，个体的社会比较能力也与上述功能连接有关。

利益冲突：无。