Nature 子刊：这个熟悉的脑区，在人类亲社会行为中起着关键作用

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腹内侧前额叶皮层（vmPFC）在决策中至关重要。近日， Patricia L. Lockwood, Jo Cutler等人比较了vmPFC病变患者（n=25）、其他病变患者（n=15）和健康对照组（n=40）的行为。结果显示，vmPFC损伤降低了亲社会性和努力敏感性，但奖励敏感性仅在特定次区域受影响。病变映射揭示了内侧损伤导致反社会行为，而侧向损伤增加亲社会行为。

他们的成果发表在最新一期的Nature Human Behaviour杂志上，名为 “Human ventromedial prefrontal cortex is necessary for prosocial motivation”

vmPF在决策中至关重要，尤其是处理成本和收益的整合。神经成像研究表明，vmPFC参与社会决策。然而，这些研究未能提供认知过程的因果证据。此外，多数vmPFC病变研究样本较小，限制了对该区域不同次区域功能的理解。

本研究通过比较25名罕见局部vmPFC病变患者（图1a）与两个对照组（15名病变对照（图1b）和40名健康对照），探讨了vmPFC在亲社会行为中的作用。参与者完成了一个决策任务，选择为自己或他人努力获得经济奖励（图2a）。

图1 vmPFC病变患者和LC组的病变位置。

图2基于努力的决策任务，奖励自己或他人。

1. vmPFC损伤的患者为他人赚取的收入较少。

作者分析了参与者为自己和他人赚取学分的情况。使用GLMM发现，vmPFC损伤患者相对于自我获得的学分比两个对照组少（见图3a）。特别是，vmPFC组在为他人赚取学分方面显著少于HC组和LC组（lesion controls）。但vmPFC患者与LC患者在为自己赚取的学分上无显著差异，与HC组也无显著差异。综上，vmPFC损伤主要减少了对他人的奖励。

图3对vmPFC的损害降低了亲社会性和努力敏感性。

2. vmPFC的损害减少了亲社会行为

为研究学分差异的原因，作者分析了参与者是否选择高努力任务而非休息，并使用二项式GLMM方法测试了vmPFC病变对亲社会选择的影响。结果显示，vmPFC损害导致亲社会性下降，患者为他人带来的利益显著少于对照组（图3b）。相较之下，vmPFC组在为自己努力方面与对照组无显著差异。此外，两个对照组在为自己或他人努力的意愿方面无显著差异，但这些对比不够敏感。

3. vmPFC病变降低努力敏感性

对努力敏感性的分析显示，HC参与者和vmPFC患者在不同努力水平下存在显著差异（图3c）。HC参与者在较低努力时接受更多工作，但高努力时意愿下降，而vmPFC患者的选择受努力影响较小。随访分析表明，vmPFC患者的努力敏感性较低。LC患者的努力影响与其他组无显著差异。

对奖励敏感性的分析显示，所有组在更大奖励下都选择更多工作（图3d），特别是奖励给自己时。但不同群体在奖励处理上无显著差异。

4. 努力对奖励的贬值取决于接受者

作者发现vmPFC损害会降低亲社会决策的意愿。接下来，作者拟合了努力折现的计算模型，以精确量化所需努力与可用奖励的结合如何决定了参与者为自己或他人做出的选择。最佳模型2Κ2β使用抛物线贴现函数和独立参数，显示最低BIC和最高XP，解释了最大方差和最高模型频率。各组结果一致，模型频率相同，并通过模拟数据验证了模型的稳健性（图4）。

图4 计算神经学方法揭示，vmPFC损伤会导致他人的奖励因需要努力而被大幅折现。

5. vmPFC损伤会增加对亲社会奖励的折现

确定2K2β模型后，作者评估GLMM方法下各组Κ参数差异。vmPFC损伤降低亲社会行为（图4d）。病变患者对他人奖励折扣较高，对自我努力折扣无差异。对照组间无显著差异，支持vmPFC损伤特异性。所有组对自我以外奖励折扣更高。vmPFC损伤不影响决策一致性，各组间无显著差异。

6. vmPFC损伤患者在帮助他人程度降低

vmPFC患者的亲社会决策减少，导致他们为他人获得的学分少于对照组。分析显示，vmPFC患者在高努力和低奖励情况下对他人施加的力量显著低于HC组（图5），表现出“表面亲社会性”。vmPFC患者在自我努力上的成功率（95.05%）高于对他人的努力（87.29%），而HC组自我和他人的成功率相似。总之，vmPFC损伤减少了帮助他人的意愿和动机。