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年仅3岁的儿童拥有致力于解释其他人思想的大脑网络

发布时间:2019-01-31 17:34:56 来源:

每当人们对别人的精神状态做出推断时,他们就会使用被称为心理理论的能力 - 他人相信什么,他们想要什么,或者为什么他们感到快乐,生气或害怕。

行为研究表明,儿童在4岁左右开始成功实施这种能力的关键指标,称为错误信念任务。然而,麻省理工学院的一项新研究发现,控制心理理论的大脑网络已经形成于3岁的孩子。

麻省理工学院的研究是第一个使用功能性磁共振成像(fMRI)来扫描3岁儿童的大脑,因为他们执行一项需要心理理论的任务 - 在这种情况下,观看一部涉及社交互动的短片动画电影两个字。

麻省理工学院的希拉里·理查森说:“参与心理理论推理的大脑区域表现得像一个有凝聚力的网络,对电影有类似的反应,在3岁之前,这是在孩子们倾向于通过明确的错误信念任务之前。”研究生和研究的主要作者。

麻省理工学院大脑和认知科学教授,麻省理工学院麦戈文脑研究研究所的副教授丽贝卡·萨克斯(Rebecca Saxe)是该论文的高级作者,该论文发表在3月12日的“ 自然通讯 ” 杂志上。其他作者是印第安纳大学的研究生Grace Lisandrelli和韦尔斯利学院的本科学生Alexa Riobueno-Naylor。

想着别人

2003年,萨克斯首次证明心理理论坐落在称为右颞顶叶交界(TPJ)的大脑区域。TPJ与其他区域(包括前额皮质的几个部分)协调,形成一个在人们思考他人心理状态时活跃的网络。

最常用的心理理论测试是虚假信念测试,该测试探讨受试者是否理解其他人可能有不正确的信念。一个典型的例子是Sally-Anne测试,其中一个孩子被问到Sally会在哪里寻找她认为在她自己的篮子里的大理石,但是在Sally不看的时候,Anne已经搬到了另一个地方。为了通过,受试者必须回答说莎莉会看到她认为大理石在哪里(在她的篮子里),而不是它的实际位置。

到目前为止,神经科学家一直认为涉及fMRI脑部扫描的心理理论研究只能在5岁以下的儿童身上进行,因为孩子需要能够在扫描仪中静止约20分钟,听听一系列故事,并回答有关他们的问题。

Richardson想要研究比这更年轻的孩子,这样她就可以在5岁之前深入研究大脑的心理理论网络中发生的事情。为此,她和Saxe想出了一个新的实验方案,要求扫描儿童,同时观看包含两个角色之间简单社交互动的短片。

他们选择的动画电影,名为“Partly Cloudy”,有一个适合实验的情节。它的特色是Gus,一种生产幼小动物的云,以及Peck,一种鹳,它的工作是为婴儿提供食物。Gus和Peck在他们的友谊中有一些紧张的时刻,因为Gus生产的婴儿短吻鳄和豪猪很难提供,而其他的云则会产生小猫和小狗。Peck被一些凶猛的小动物袭击,他不确定他是否想继续为Gus工作。

“它有一些事件可以让你思考人物的心理状态和事件,让你思考他们的身体状态,”理查森说。

研究人员花了大约四年时间收集了122名3至12岁儿童的数据。他们扫描整个大脑,专注于两个在成人中已被充分表征的不同网络:心理理论网络和另一个称为疼痛矩阵的网络,在考虑另一个人的身体状态时它是活跃的。

当他们观看电影时,他们还扫描了33名成年人,以便他们能够识别在这两个网络中的任何一个引起反应的场景。这些场景被称为心理理论事件和痛苦事件。儿童的扫描显示,即使在3岁儿童中,心理理论和疼痛网络也会优先回应成年人大脑所做的相同事件。

“我们看到这种心理理论网络的早期签名被连接起来,因此我们在成人中研究的心理理论大脑区域已经在3岁儿童中彼此高度相关,”理查森说。

研究人员还发现,3岁儿童的反应并不像成年人那么强烈,但在他们扫描的年龄较大的儿童中逐渐变得更强。

发展模式

该研究结果为现有的假设提供了支持,该假设认为,儿童甚至在通过明确的错误信念测试之前就会发展心理理论,并且随着年龄的增长,儿童会继续发展。心理理论包含许多能力,包括更难以理解的技能,例如理解讽刺和指责,后者往往会发展。

另一个假设是,儿童在4或5岁左右经历了相当突然的心理理论发展,这反映在他们在错误信念测试中的成功。当儿童开始在错误信念测试中取得成功时,麻省理工学院的数据并没有表现出大脑活动的任何显着变化,并不支持这一理论。

“科学家们非常关注儿童心理理论的变化,这种变化发生在4岁左右,当时儿童能够更好地理解人们如何能够产生错误或偏见或错误信仰,”萨克斯说。“但是,我们如何看待其他思想的重要变化很久以前,很久以后就会发生这个着名的里程碑。即使是2岁的孩子也试图弄清楚为什么不同的人喜欢不同的东西 - 这可能就是他们如此感兴趣的原因谈论每个人最喜欢的颜色。甚至9岁的孩子仍在学习讽刺和疏忽。心理理论似乎经历了一个很长的持续发展过程,无论是在孩子的行为还是在他们的大脑中。

既然研究人员掌握了心理发展理论的典型轨迹,他们希望能够扫描自闭症儿童的大脑,看看他们的心理理论网络是如何发展的。Saxe的实验室也正在研究首次接触语言的儿童,以测试早期语言对心理理论发展的影响。

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