脑科学 | 3-12岁儿童心理理论发展的神经学证据

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我们每天都在与人打交道，进化让人类拥有了能处理复杂信息的新皮层，这让我们具有“读心术”。

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比如，有人打架受伤了，我们能看出他们感觉到疼痛，甚至能猜出他的想法，是要打击报复还是自认倒霉。

研究发现，识别他人躯体感受状态（如饥饿、疼痛）的功能和判断他人内心想法（如信念、愿望）的功能是在不同大脑区域进行的。

前者主要涉及双侧颞顶联合区、前躯体感觉区、背侧前额皮层、中前额皮层和腹内侧前额皮层，后者主要涉及双侧内侧额叶、脑岛、次级感觉皮层、背侧前中部扣带回。

心理学家还为揣测他人想法的功能取了个名字，叫心理理论（theory of mind，简称ToM），这两种功能对我们进行社会活动都非常重要。虽然这对成年人来说并不困难，但儿童似乎很难识别他人的感受和想法。所以想要骗小孩很容易，骗成年人却很难。

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韦尔曼和普那1983年设计的错误信念任务（false belief task）是考察儿童心理理论的经典实验范式。

通常的操作是给儿童呈现两个洋娃娃，一个叫萨莉（身边有一个篮子），一个叫安娜（身边有一个盒子）。萨莉把一个小球放到篮子里，然后用布将篮子盖起来后离开。安娜在萨莉走后，将小球从篮中取出放进身边的盒子里。过一会儿，萨莉回来，这时主试问儿童：“萨莉会到哪里去找小球呢?”如果儿童能正确回答去篮子里找，则说明她/他知道萨莉并不知道小球被移动了位置，其心理理论已经发展起来。

那么，人从出生到成年，

这两种能力是什么时候开始获得的呢？

虽然很多行为实验通过设置不同的难度对不同年龄的儿童进行了考察，但是其相应的大脑发育模式还不甚清晰。

为了探索这个问题，Richardson等人（2018）招募了122名3-12岁的儿童和33名成年人进行功能性磁共振成像研究，该研究发表在《Nature Communication》上。被试的任务是观看一段卡通影片，里面涉及到主角的疼痛感受和内心想法。

所有的儿童在核磁扫描结束后，还参加了专门的心理理论测试任务。结果发现，随着年龄的增长，心理理论任务的表现越好（见下图）。

对于核磁数据，研究者们首先分析了识别他人躯体感受状态的脑网络（pain brain）和判断他人内心想法的脑网络（ToM）内部及之间的相关性。

结果发现，对于成年人，每个脑网络各自内部区域之间的正相关性很强，但两个脑网络之间则是显著的负相关。

儿童也表现出相似的模式，而且随着年龄的增长，此模式逐渐增强（见下图），但相关性与成年人比还是小一些。

说明即使是3岁小孩，感受他人躯体状态的脑网络、感知他人想法的脑网络已经发展起来，并且二者的功能已经表现出了分离的模式。

并且，ToM网络内部区域之间的连接程度还与心理理论测试任务成绩正相关，ToM网络与pain brain网络之间的同步程度则与心理理论测试任务成绩负相关。

也就是说，儿童ToM网络内部脑区之间的联系越紧密，同时ToM与pain brain之间的功能越分离，其心理理论发展得越好。

随后，研究者们采用reverse correlation analysis方法提取出了成年人大脑中ToM和pain brain网络分别反应最强的刺激事件（动画短片中的具体场景）（见下图），前者有7个事件，后者有12个事件。

ToM的7个事件都是关于角色信念、愿望或情绪的场景，比如Gus担心Peck会抛弃他。pain brain的12个事件描述的都是关于躯体疼痛的场景，比如Peck被打了。

这些事件在时间上是不重叠的。

对儿童也做相同的分析，结果发现成人和儿童大脑反应最强的时间点具有高度一致性，即使是3岁的儿童，大脑激活的时间进程也与成年人很相似了。

并且在其中几个事件中，还发现了年龄与大脑反应强度的正相关关系，即年龄越大，大脑激活模式与成年人的相似度越高。