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閒話腦神經科學_額葉皮質內側(MFC)主司社會認知
by 陳怡蓁, 2012-08-28 16:18, Views(4167)

額葉皮質內側(MFC

主司社會認知

 

臺灣大學  謝豐舟教授

  

人類的生存有賴於有效的社會功能(social functioning)。社會功能讓人類能夠生存、保護、尋找配偶。研究顯示社會功能良好的個人,比較健康,也比較長壽。

人類的社會互動遠比其他動物複雜,人類必須把內在的身體狀況、對自我(self)的認知、對別人的感知以及人際之間的動機仔細地整合,以達到嫻熟的社會功能。此一複雜的過程,學者泛稱為「社會認知」(Social cognition)。

近來社會認知這個功能漸漸被認為與某些腦部區域所形成的網絡有關:包括額葉內區(medial frontal cortex, MFC;含扣帶回前區(anterior cingulated cortex,  ACC)、顳頂葉(emporoparietal cortex)、 顳葉上端溝(superior temporal sulcus)以及顳葉端(temporal pole)。目前認為MFC在社會認知扮演主導的角色,而其他區域則還兼有其他功能。

  社會認知的研究,神經學者與社會心理學者均有著墨。前者使用腦部造影工具如正子斷層造影(Positron Emission Tomography, PET)、功能性核磁共振造影(functional Magnetic Resonance Images, fMRI)、腦電圖(Eletroencephaolgraphy, EEG)來研究與某些社會認知功能有關的腦部區域;後者則研究自我與社會環境的互動,以及社會群體既有的知識結構(例如刻板印象)如何透過意識與潛意識影響行為。近來,從前壁疊分明的兩類學者開始攜手探討腦與社會心靈(brain & social mind)的相互關係,一個新的學門─社會認知神經科學(social cognitive neuroscience)於焉誕生。

 

 

►MFC在社會認知的角色

  MFC既是社會認知的主體,我們就將相關的研究分成三類來檢視MFC在社會認知的角色:

第一類功能是行動的控制與監測(control and monitoring of action)。這些功能一般認為是與背側(dorsalACC之神經元激發相關,但有人認為前輔助運動區(pre-supplementary motor area, pre SMA)也有某些參與。

第二類功能是結果(outcome)之監測,而結果則與懲罰和獎賞(punishments and rewards)相關。這些功能一般認為是在眼窩皮質(orbital cortex)。

第三類則是社會認知(social cognition)功能。它包括了自我反省(self-reflection)、個人知覺(person perception)以及推測他人心思(making inference about other’s thoughts)。這些功能是從ACC到額葉端前區(anterior frontal pole),而以兩者交界處的過度區扣帶回皮質旁側(paracingulate cortex)最為重要。本文所稱的MFC就是泛指這一區域。

 

 

►MFC之連結(connectivity

  MFC包括布洛曼區(Brodmann areas, BAs910(靠近內側區域)、24 25321114(位於眼眶皮質內側)(圖一)MFC的投射(projection)大部分是對內(intrinsic)或是牽涉鄰近的前額葉皮質(prefontal cortex)。至於較遠的連結方面,則眼眶額葉皮質(orbitofrontal cortex, OFC)的內側與外側分屬不同的網絡;內側所接受的感覺神經直接輸入(direct sensory-related input)比起外側算很少,卻從前額葉背旁側區(dorsolateral prefrontal cortex)、顳葉端( temporal pole)、顳葉前區及上區( arterior and superior temporal gyrus)、頂顳葉(parietotemporal cortex)以及扣帶回後區(posterior cingulate cortex)接受甚多訊息。

MFC裏面的連結有兩個主軸(圖二):第一個主軸是圍繞著胼胝體(corpus callosun)的genu。位於此一軸線最下、後端的BAs 15 2432與鼻葉(rhinal cortex)有較強的連結。位於軸線上端的BA 9與鼻葉則少有連結,但與前運動旁側區(lateral premotor cortex)、輔助動作區(the supplementary motor area)以及扣帶回運動區(cingulate motor area)則有很緊密的連結。位在較上,較後的BA 2432與前運動皮質區(premotor cortex)亦有連結。第二個主軸垂直於第一個主軸。第二主軸的連結正好可以區分扣帶回部分與額端部分。杏仁核有很強的輸入到扣帶回區(BA 24 2532),但與額端(frontopolar)區(BAS 9 10)的連結則相當稀少。從視丘與MFC的連結亦可佐記上述軸線的存在。

  前述MFC的連結係來自猴子的研究。雖然人類與猴子的結構大致相仿,但人類的額端區卻比猴子擴大許多。當然,我們對這些源自猴子的研究結果必須有所保留,不過近來正子斷層造影以及擴散追蹤造影(diffusion tractography)的研究都顯示人與猴子的MFC連結極為相似。

 

 

►MFC之功能分區

  根據目前累積的研究資料,MFC可以分為三區:pr MFC, ar MFC以及oMFC

一、prMFCposterior MFC:此區與「認知工作」(cognitive tasks)有關,例如行動監測(action monitoring)及注意(attention)。

二、arMFCanterior MFC:此區與「情緒工作」(emotional tasks)有關。

三、oMFCorbital MFC:此區與監測會導致懲罰和獎賞的結果(monitoring of out comes associated with punishment or rewards)有關。

 

  若再依照功能,進一步細分,則這三個分區的分工如下:

一、prMFC:負責行動監測。

二、arMFC:負責社會認知;包括自我知覺、人的感知以及推測別人的思想和信念等心理層面。

三、oMFC:負責監測結果。

 

以下對上述各項功能稍加解釋:

自我知覺self-knowledge):蘇格拉底曾對他的門人說「know thyself」,但說來容易,做來難。因為自我(self)是一個複雜而動態的現象,很難做科學的量測。最基本的自我是區分「自己」與其他的人或物,以及認知與自我有關的屬性(attribute)及偏好(preference)。再高一層的「自我認知」則是「監測自己的情緒狀況」(the monitoring of one’s own emotional states),有些學者推測prMFC與「情緒」(emotion)有關,但仍待證實。

人的感知person perception):Kelley等人的研究發現:思考受試者自己的屬性時比受試者思考美國總統布希的屬性時,arMFC有較強的激發。目前的研究顯示思考自己與別人所激發的區域有所差異。思考自己或與自己親近的人,所激發的區域是arMFC的下部,而思考不認識的人則激發的是ar MFC的最上部。

 

 

推測別人的心理層面(mentalizing

  要有成功的社會互動,一個人必須能體認別人有其獨立的經驗與企圖,甚至別有用心。此種能體會別人的心理層面之能力稱為「mentalizing」。此種能力讓我們能預測別人的行為。早期的研究指出mentalizing與顳頂葉接合(temporoparietal junction)、顳葉溝上側溝(superior temporal sulcus)、顳葉端(temporal pole)、扣帶回後區(posterior cingulate cortex)以及MFC有關。 最近則認為arMFC是關鍵區域。

  在社會心理學文獻中,決定導致某一行為的原因之過程謂之歸因(attribution)。 功能性核磁共振造影研究顯示歸因與mentalizing所激發的腦部區域是相同的。Walter等人指出讀出一個人「私人的意向」(例如為了看書,所以去換壞掉的燈泡)與「溝通性的意向」(例如出示一張地圖,以詢問方向)所激發的區域有所不同。前者應激發prMFC,而後者則激發arMFC。學者又發現mentalizing所涉及的對象不同,激發的地方亦異:如果涉及的對象是陌生人,激發的區域在prMFC的下部及arMFC的最上部;假若對象是熟人,則激發的是arMFC的下部及oMFC的上緣。我們可以由當時的情境預測人的行為,不必知道這個人的屬性,但若要預測他因某一情境所引起的感覺(feeling),就必須知道他的屬性。因此arMFC的上部與「行動」(action)比較相關,而下部則與感覺(feeling)及結果(outcome)比較相關。當然,這與prMFC本就與行動,而oMFC本就與結果互相關連的原則十分符合。

 

 

►MFC功能的大架構

  整體而言。在MFC中,愈往前面,所處理的訊息愈抽象、愈複雜(Representations become more complex and abstract as we move forward through MFC)。

  且以疼痛為例,來描述這個大架構。Rainville等人研究催眠的止痛效果在ACC不同部位引起的激發。在ACC的最尾部疼痛,所引起的激發,不受催眠的影響;不過,催眠所導致的主觀疼痛減輕卻與prMFC的激發減弱有關。Wager等人發現安慰劑(placebo)止痛不會影響Acc之尾部及下部的激發,不過會引起prACC激發的降低。這些研究顯示ACC的尾部與疼痛比較客觀的部分有關(如刺激之溫度高或低),但是prACC則代表疼痛的主觀感受。

  在同理心(empathy)方面亦然。自身感覺疼痛則激發區域只在ACC尾部;但是preACC不只在自身感覺疼痛會激發,在知道自己相關者疼痛時也會激發。因此在ACC前部似乎也代表對疼痛的抽象認知。

 

 

道德、名譽與自我(Morality, Reputation and the self

  MFC的重要性,在於它能執行反思感覺或意向(自己的和別人的)之後設認知流程(The meta-cognitive process of reflecting on feelings and intentions)。此種能夠反思自己的主觀經驗之能力在社會認知的各個面向都很重要。

  面對一個道德的兩難(moral dilemma)時,我們常根據自己的是非判斷去做決定,而非根據邏輯分析。此種決定會激發arMFC。人對喜惡的判斷會根據反思自己的感覺,這樣的反思也會激發相同的區域。道德性決定(moral decision)的一個重要特徵是:所根據的不只是對自己的反思,也根據我們所欲自我投射到別人心目中的影像亦即名譽(reputation)。許多社會心理學的研究顯示:人的實際行為,與「自己希望擁有的形象」以及「自己希望投射給別人的形象」是有所區別的。此一名譽的觀念,基本上,是「呈現別人呈現我們」(This concept of reputation is essentially a representation of how others represent us)。名譽的概念不一定是意識層面,因此與meta-cognition也有區別。Ochsner等人將此名為「reflected self-knowledge」。人在做決定時,除了考慮自己的想法,也要考慮別人對自己的想法(We have to think about how others think about us),因為前者與後者的緊密關連,因此所激發的區域也相同。

  反思自己的感覺與反思別人的感覺(self and other-referencing and counter-referencing)在進行牽涉到信任與互動的遊戲能更為明顯。在我們投資之前,不止必須決定是否要信任對方,更必須決定對方是否信任我們。在這種遊戲情況中,所激發的就是arMFC;特別當參與者是彼此合作的狀態,而且他們相信遊戲的對象是人,而非電腦。

 

 

結 論

  神經科學家與社會心理學家的攜手合作,使我們對MFC的功能可以做比較完整的推論。此區所主司的認知功能並非偶然或隨意的存在,而是一個系統性的結構。因為MFC是額葉的一部分,因此MFC參與未來行為的決定(determining future behavior)。說得更明白一點,MFC是根據所期待的價值決定行為。

  MFC的後部(caudal region)與行動有關,而它的下部(orbital region)則與結果有關。以整個MFC來講,愈往前面(frontal pole)所處理的就愈抽象、愈複雜。MFC的最前部處理的就是最抽象的反思別人對我們的感覺(reflect about what others people think about us)。在這一個大架構之下,期待神經科學家與社會心理學家能使我們更瞭解社會認知。

 

 

取材文獻

Amodio DM et al: Meeting of minds: the medial Frontal cortex and social cognition. Nature Reviews Neuroscience 7:268, 2006.