社交中的默契奧秘：探索人際同步的循環式模型和神經基礎

韓逸雪?盧克龍?劉燊

摘 要 同步性是社會交往中普遍存在的重要特征，人際同步以其獨特的價值為個體發展、群體合作和社會進步作出了重要貢獻?；谌穗H同步中不同的社會機制、心理過程和神經機制，構建了一個新的循環式人際同步綜合模型，以揭示人際同步現象潛在的認知神經機制。人際同步研究中基于超掃描技術的研究范式主要用于聯合行動、共同注意、交互式決策、情感交流和創造性問題五個領域。人際同步神經信號的變化已經被證實存在于右側顳葉、額葉、左額下回等腦區，其中θ波、α和μ波在一定頻率范圍內變化明顯。未來研究可以進一步探討這些腦區內的信號對于人際同步現象潛在的認知神經機制的作用和影響。

關鍵詞 人際同步；腦際同步；腦-腦耦合；超掃描；自我-他人重合理論

分類號 B849

DOI：10.16842/j.cnki.issn2095-5588.2024.04.006

1 人際同步概述

同步性是社會交往中普遍存在的重要特征，如鼓掌聲逐漸重合（Heggli et al.， 2021）、與同伴步調趨于一致（Problovski et al.， 2021）、集體演奏時整齊合奏（Hu et al.， 2022）、狂歡舞者按同一節拍跳動（Basso et al.， 2021； Rennung & Gritz， 2016），這些都是同步性在社會生活中的具體表現。追根溯源，“同步性”源于希臘語“syn”，意指在同一時間發生（戴曉妍等， 2022）。而在科學研究中，這種兩個及以上個體在時間上表現出行為重合的現象被稱為人際同步（孫炳海等， 2018）。事實上，人際同步并非限于行為層面，還涉及神經、生理及情感等層面（Rennung & Gritz， 2016），而這種動作或者其他形式的共鳴通常被認為是人類關鍵的生存技能之一（Hu et al.， 2022）。例如，人際同步和運動協調能力的損傷與自閉癥譜系障礙兒童運動控制能力的缺乏密切相關（Xavier et al.， 2018）。此外，人際神經同步信號的大小可以反映幸福感對于人際合作與社會互動的影響（Li et al.， 2022）。Wang等（2022a）的研究同樣證實，人際神經同步能夠展現出社會互動和社交活動中的腦信號變化。他們使用基于功能性近紅外光譜成像的超掃描技術進行研究，結果發現，較近的空間距離和直接的凝視是積極的社交線索，能夠使得相互作用的大腦保持一致，優化大腦間的信息傳遞從而增強大腦間的神經同步，這也揭示出潛在的多腦的神經關聯性。

而在有關腦-腦耦合機制的研究中，人際神經同步被證實與基于皮膚電流反應的人際生理同步顯著相關（Long et al.， 2022）。生理同步即研究個體在相互作用中如何共同調節生理機制，如有研究通過客觀測量生理信號來探索心理咨詢與治療過程中微妙的心理過程（Kleinbub et al.， 2020）。一項基于C-FFuzzyEn的神經電生理信號同步性研究發現，癲癇患者在癲癇發作時腦同步程度增高（胡保華等， 2023），這一結果也表明生理同步與神經同步密不可分，結合神經同步與生理信號能夠更為深入和科學地探索生理同步潛在的科學機制與意義。

除了神經同步和生理同步外，情感同步也是社會活動中出現頻率較高的同步現象。情感同步不僅發生在人際關系中，還被用于人機交流情境。例如，Li和Hashimoto（2013）提出了一種基于人臉表情識別和人類情感同步的人與機器人之間自然舒適的通信系統，并發現人機交流中的情感同步可以提升人類的舒適感，進而使得機器人更容易為人類所接受。

除了研究類型不同外，人際同步也在社會發展中發揮了重要作用，有利于促進社會聯系和推動社會進步（Bowsher-Murray et al.， 2022）。一項使用滑動窗口和K均值聚類獲取腦間網絡狀態的研究表明，腦間網絡狀態與社會行為之間存在密切聯系，社會交往中的創造性交流會使得神經網絡更為活躍和緊密（Wang et al.， 2022b）。值得注意的是，這種積極的社會影響可能是由同步性引起的社會態度的變化所引發的，如互動個體之間相似感和隸屬感的增加（Rabinowitch & Knafo-Noam， 2015）。而作為社會互動與交往的重要組成部分，人際同步與親社會行為之間同樣存在密切關聯。研究發現，與他人的同步運動能夠增加個體的親社會行為和傾向（McNaughton & Redcay， 2020），如移情（Koehne et al.， 2016）、積極評價（Ye et al.， 2020）、親近感（Tarr et al.， 2016）等，這被稱為人際同步的親社會效應（Hu et al.， 2022）。不僅是成人，該效應在兒童群體中也同樣得到了驗證。研究表明，短時間的同步擊鼓可以增強4歲兒童與同伴之間的合作，增進8～9歲兒童之間的親密感和相似性（張琳琳等， 2022）。

人際同步不僅對于個體的行為發展有重要影響，在群體合作與競爭中也具有重要意義。與同伴的同步互動增加會促進積極感受的產生，尤其是在團隊中，能夠提升對于團隊成員的認同感和信任度（Melton et al.， 2022），從而推動群體內部的有效合作。此外，無論是自發的還是有意的同步行為，這種積極感受的增加都被證實的確存在（Bowsher-Murray et al.， 2022）。另外，無論是雙人同步還是大規模的群體同步都可以促進合作行為，而這種促進既存在于合作的實驗范式（如囚徒困境）中，也發生在眾多真實的合作情境中（馬昕玥， 崔麗瑩， 2022）。不僅如此，人際同步的缺乏還被認為與社會認知缺陷有關（Problovski et al.， 2021），如自閉癥譜系障礙（Bowsher-Murray et al.， 2022； McNaughton & Redcay， 2020）、精神分裂癥（Lozano-Goupil et al.， 2022）等。

綜上所述，人際同步以其獨特的價值為個體發展、群體合作和社會進步均作出了重要貢獻。目前關于人際同步的研究大多集中于其對于個體心理與行為或者社會發展的影響上，缺乏對于人際同步理論基礎和認知神經機制的系統探索。尤其是目前關于人際同步理論基礎的觀點多樣且分散，缺乏系統的梳理和整合。此外，早期的研究主要關注社會互動中的行為同步現象。盡管獲得了一些重要的發現，但卻無法揭示人際行為同步現象潛在的神經機制，也難以研究真實的、自然情境中的社會互動現象。而人際腦同步的相關研究，尤其是基于超掃描技術的人際腦同步研究則在一定程度上彌補了人際行為同步研究中的諸多局限?；诖?，本文立足人際行為同步和人際腦同步，梳理和建構人際同步現象的理論基礎模型，并揭示人際同步現象潛在的認知神經機制，從而給后續人際同步在真實場景中的發展和應用提供結合心理學、生物學、神經科學等多學科視角的綜合模型。

2 從人際行為同步到人際腦同步

鑒于人際同步內容的多樣性，研究者們根據不同的標準對于人際同步進行了多種形式的分類。但就人際同步相關研究的發展趨勢和研究脈絡來看，人際同步研究主要涉及人際行為同步和人際腦同步兩個方面。早期的研究著眼于社會互動中的行為同步現象，采用主觀評估和科學測量相結合的方法開展研究。隨著技術的成熟和進步，行為測量的方法已經逐漸科學化，但研究者們仍局限于行為層面的探討。由于外部的行為同步無法揭示內在的認知神經機制，且難以測量自然情境中的社會互動現象，本研究則集中關注基于超掃描技術的人際腦同步。

2.1 人際同步分類

人際同步涉及行為、生理、神經等多個層面，由此，不同的研究者按照不同的標準對于人際同步開展了研究，并獲得了如表1所示的分類。

根據同步對象數量的不同，孫炳海等（2018）將人際同步分為管弦樂式同步、相互同步和單向同步。管弦樂式同步是與外界刺激相一致的同步，如眾多演奏者在管弦樂演奏時都跟隨指揮者的節奏，從而實現個體間的同步；相互同步是指同步雙方通過互動各自調整，有意識地保持與對方同步；單向同步則是同步者單方面主動調整，從而使得自己的行為與參照者達到同步。

根據刺激來源的不同，人際同步可以分為互動同步、誘發同步、驅動同步和巧合同步?；油绞侵竷蓚€系統之間通過相互作用和協調達到平衡狀態，從而實現同步，不是由外部刺激所致。誘發同步則是指兩個系統在受到相同的外部刺激后實現同步。驅動同步則主要強調兩個系統之間的從屬關系，即一個系統受到另一個系統的穩定驅動而實現同步。巧合同步是指在兩個系統之間在沒有任何形式互動的情況下，因其固有頻率相同而產生的同步，可能是某種潛在的心理因素導致，也可能是一種純粹的“偽同步”現象（王益文等， 2021）。

根據同步表現形式的不同，McNaughton和Redcay （2020）將人際同步分為運動同步、會話同步、生理同步和神經同步。運動同步，即個體在社會交往中與時間和形式對齊的運動。而會話同步則是指會話過程中產生的語言同步，通常被置于會話發生的語言和概念對齊的背景中研究，這種會話同步被認為與人際交往的聯系與促進有關（McNaughton & Redcay， 2020）。生理同步是指多個個體在人際互動過程中所表現出的生理過程的協同現象（Mayo et al.， 2021），如心跳同步、呼吸節奏同步等。由于具備低成本和高精確性的優勢，基于針對外泌汗腺活動性測量的皮膚電同步（Chatel-Goldman et al.， 2014）和采用心電描記術與光學體積描記術的心率同步（Ferrer & Helm， 2013； Montague et al.， 2014）等受到眾多研究者的關注。神經同步是指相互作用的個體之間大腦活動的對齊（McNaughton & Redcay， 2020），目前通常采用神經影像技術進行研究。在超掃描研究中，神經同步表現為來自不同大腦或者大腦內不同腦區的信號在頻率、相位、波幅等特征上表現一致（王益文等， 2021）。戴曉妍等（2022）提出的分類與McNaughton和Redcay （2020）所提出的較為相似，但更為簡潔，他們將人際同步分為非言語同步、生理同步和人際腦同步。

通過基于不同視角和不同性質對人際同步進行的分類，不難發現，研究者的關注點由同步對象逐漸演變為同步本身的特征，并重點探索和整合同步現象背后潛在的機制和數字化方法。而綜合上述對人際同步的分類和已有研究的發展脈絡可以發現，人際同步研究呈現出從早期集中于人際行為同步到當前重點關注人際腦同步的發展趨勢。

2.2 人際行為同步

鑒于行為具有外顯性和直觀性，早期的研究聚焦于人際行為同步，如走路過程中步調自發一致（Sylos-Labini， 2018）、寺廟中祈禱者同步鞠躬（Rennung & Gritz， 2016）等。另一項研究則集中于行為同步中的時間分析，在針對講笑話任務的時間序列分析中，言語者和聆聽者的動作存在相位同步（Schmidt et al.， 2014）。

但現有的研究外部人際行為同步的技術無法揭示人際腦同步潛在的認知神經機制，且難以量化自然情境中的社會互動現象。即使采用不斷更迭升級的數字化技術，所獲得的數據也無法揭示與闡明同步背后真正的因果關系和底層邏輯。而隨著認知神經科學技術的發展，采用認知神經科學手段探索認知神經過程能夠深入了解感知運動、信息交流、社會決策等方面的腦際認知同步過程，且真正實現了對“在線式”交互的測量（劉燊， 甘燁彤， 2022）。因此，采用基于多種技術的超掃描來研究人際同步成為了當前研究的前沿與熱點。

2.3 基于超掃描技術的人際腦同步研究

人際腦同步是指互動個體之間大腦活動的同步性（即腦間同步），具體是指在大腦信號的激活水平、成分、時間、空間、頻率、相位等維度上計算個體間大腦活動變化的關聯性（李先春， 2018）。在人際腦同步研究中，“腦際同步”和“腦際相干”密不可分。其中，腦際同步是一種現象，而腦際相干則是量化該現象的一種算法。盡管兩者并不相同，但實際上現有的研究往往將兩者混為一談，統稱為“同步”（劉燊， 甘燁彤， 2022）。

囿于研究邏輯、理論框架和研究技術的限制，早期的人際腦同步研究主要采用離線式實驗方法，如測試人與電腦交互過程中的腦電活動、人與人交互時，只記錄一個人的大腦活動或者記錄兩個人并未進行實時交互的大腦活動（王益文等， 2021）。然而，人類的社會互動大多是實時的和自然發生的（劉燊， 甘燁彤， 2022）。因此，當前對于社會互動中大腦機制的研究正在經歷范式轉變，關注重點從單個個體轉向多個個體之間的實時互動（劉燊， 2020； Pan et al.， 2021）。除此之外，鑒于社會互動涉及多人參與這一本質，傳統的單人神經成像范式已經無法滿足進一步探索認知神經機制的需要（卑力添等， 2019），由此，超掃描技術應運而生。超掃描是指借助神經影像學技術同時記錄共同完成某一認知活動的多個大腦活動的技術，可用于分析大腦信號之間的相似性、相關性、相干性和因果關系等（劉燊， 甘燁彤， 2022）。人際腦同步領域的超掃描研究主要使用腦電圖（EEG）、功能性磁共振成像（fMRI）、功能性近紅外光譜技術（fNIRS）等技術同時記錄處于互動過程中的多個個體的大腦活動，并探究腦活動之間的關聯性與差異性。

3 人際同步的理論基礎

基于針對人際同步過程的分析，已有的研究分別從不同的角度提出了六種關于人際同步的理論基礎模型或者假設，以解釋人際同步潛在的心理機制。本文在這些模型的基礎上，結合人際同步的理論基礎和神經機制的相關研究，創新性地提出了一個循環式的人際同步綜合模型，該模型考慮了人際同步的不同社會機制、心理過程和神經機制的影響，構建出一個新的人際同步理論模型。

3.1 社會認知的雙重機制假設

根據神經科學領域關于社會認知的研究發現和理論假設，Muthukumaraswamy和Johnson（2007）提出了社會認知的雙重機制假說，即鏡像神經系統假說和心理理論。鏡像神經系統假說源于一項特殊的腦部神經元發現——恒河猴腦中的F5區鏡像神經元，在猴子自己做出某一特定動作或者觀察其他個體執行相同動作時，這種神經元會產生放電現象（Rizzolatti et al.， 1996）。后來，神經科學家們通過腦成像技術，發現人腦中也存在功能相同或者相似的腦區，即鏡像神經元系統。研究者認為，鏡像神經元系統通過匹配動作知覺和動作執行，可以使得觀察者由知覺他人行為而產生對他人動作的具身模擬。但這樣的系統無法解釋所有的情況，由此便出現了社會認知雙重機制假說的第二套機制——心理理論（張曼， 劉歡歡， 2018）。心理理論由Premack和Woodruff （1978）首次提出，認為個體可以通過社會認知能力推測他人言行背后的心理活動，并據此解釋和預測他人的言行。社會認知的雙重機制假設立足于神經科學領域一系列重要的研究發現，具有一定的說服力。但這種假設仍然存在局限，如始終關注個體的神經系統和認知功能，而忽略了人際互動現象是一種交互情境，社會因素和情境因素等也會在其中發揮重要作用。

3.2 自我-他人重合理論

自我-他人重合理論由Aron等（1991）在研究親密關系時首次提出，是自我與他人之間感知到的心理親密程度的指標，可以用于描述一個人與父母、朋友、戀人、熟人及陌生人的關系（Meng et al.， 2022）。Hurley（2008）在構建共享神經回路模型時提出，人際同步以對于同伴行為的預測和自我-他人重合為依據和基礎。Ioerger等（2019）也指出，自我-他人重合度在人際同步中發揮著重要作用，當人們主觀上感覺到與某人有聯系以及當他們與某人接觸的頻率增加時，自我-他人重合度便會提升，同時雙方的親密度也會加劇。更高水平的重疊表示與目標的親密度和聯系更強，而這種親密度正是推動個體行為同步增強的重要原因。不僅如此，由于個體在社會資源分配中會經歷從以自我為中心到以他人為中心的轉變，這種重疊還可以用于解釋同步對于親社會行為的影響（Feng et al.， 2020）。自我-他人重合理論從個體社會互動和主觀情感的角度解釋同步現象，輔以少量的實證研究為支撐。但該理論視角較為單一，只表明同步現象中一部分的社會因素會發揮影響但未揭示其本質，因而無法解釋人際同步現象潛在的認知神經機制。

3.3 共享意圖理論

人們能夠通過調節自己的行為配合他人，以增加彼此的默契度和親程度，這種能力被稱為共享意圖。共享意圖是指兩個或者兩個以上的個體通過協調自己的行為實現共同的目標（孫炳海等， 2018）。當個體在執行需要完成同步行為的任務時，會自發地協調自身行為以確保聯合行動的順利實施。同時，經過自我-他人重合后的共享意圖可以預測合作行為和同情心（Hu et al.， 2017），甚至可以通過調節共享意圖增強人際同步引發的親社會傾向和行為意向（Hu et al.， 2022）。在共享意圖期間，人們在空間和時間上同步行動，以引發環境的變化。而這種復雜的技能依賴于共享表征、預測行為和整合他人預測行為的能力（Fishburn et al.， 2018）。共享意圖在促進群體同步合作中也發揮著重要作用，與共享意圖相結合的同步比沒有共享意圖的同步運動更能夠激發群體合作（Hu et al.， 2022）。共享意圖理論揭示了個體間協調行為對于同步的重要作用，但它僅從個體社會互動的視角分析了人際同步行為，而忽略了其他因素如神經指標、群體因素等的作用，因此只能夠解釋人際同步的部分內在心理機制。

3.4 聯盟信號理論

Hagen和Bryant（2003）指出，人們能夠在沒有血緣關系的情況下在群體之間形成一種獨特的社會組織形式，即以音樂和舞蹈為基礎的合作聯盟。這是由于音樂和舞蹈已經演變為一種特殊的聯盟信號系統，這就是最早的聯盟信號理論。聯盟信號理論是指基于共同目標產生的同步行為會衍生為聯盟的信號，并使得組織成員達成高度協作和配合（孫炳海等， 2018）。一項有關言語同步的研究表明，人類將說話的節奏視為言語者之間合作的信號，而這種信號或許就能夠讓人們傳遞和感知聯盟信息，并評價人類祖先在社會群體中的合作活動（Polyanskaya et al.， 2019），該發現為聯盟信號理論提供了一定的參考與支持。聯盟信號理論為探索同步對于合作行為的提升提供了獨特的視角，但相關的理論支撐和實證研究尚不充分，且該理論沒有全面考慮人際同步的外部影響因素和內在發生機制，視角較為單一。

3.5 合作增強模型

基于節奏行為同步和合作關系的系列研究發現，Reddish等（2013）提出了合作增強模型。他們認為，為了達到運動協調的共同目標，個體會對于其他參與者的運動產生更多的關注。當個體間的共同目標和同步性相結合時，感知同步性會進一步加強。而當共同目標存在時，感知同步提供了執行同步任務時成功合作的即時反饋。成功合作的感覺會營造出一種團結和凝聚的文化氛圍，使得參與者感受到更大的信心，并在未來的互動中表現出更強有力的合作。合作增強模型通過實證研究和模型假設相結合的形式展現了同步中的群體合作過程，但現階段有關合作增強模型的證據還較少，且實證研究和模型假設皆關注人際同步的社會互動層面，沒有探索內在的心理機制和神經機制。

3.6 集體沸騰模型

埃米爾·涂爾干（Emile Durkheim）指出，集體沸騰是人類基本成就的最終源泉、日常生活的道德秩序和使得科學成為可能的世界分類（Kearney， 2018）。集體沸騰是在參與集體儀式期間發生的個體之間情感同步和強化的過程，是集體行為的核心組成部分（Pizarro et al.， 2022）。集體沸騰能夠喚起個體的群體身份意識（馬昕玥， 崔麗瑩， 2022），也可以產生創造力、自尊和道德，甚至同步的心率（Kearney， 2018）。盡管集體沸騰模型似乎揭示了同步行為總發生在集體儀式的原因，但它并未解釋同步現象，甚至缺乏關于集體沸騰模型和人際同步的實證研究，因此只是展現了通過集體氛圍影響個體情緒這一路徑來思考人際同步現象的一種可能，缺少相關的證據和支撐。

上述六種模型既存在區別又有一些內在聯系。例如，社會認知的雙重機制假說著眼于同步的神經基礎，自我-他人重合理論和共享意向理論則重點關注同步的內在心理機制，而聯盟信號理論、合作加強模型和集體沸騰模型則重視群體因素的關鍵作用。

同時，不同理論之間有一些共同的關注點。自我-他人重合理論和社會認知的雙重機制假設都關注個體在社會互動中的角色。社會認知的雙重機制假設基于神經科學領域的系列研究發現，重點關注個體的神經系統和認知功能。與其他模型相比，該模型更多關注個體水平。其局限性則體現在過于強調個體層面，而未充分考慮社會互動的交互情境和社會因素的作用。自我-他人重合理論則是從個體社會互動和主觀情感的角度解釋同步現象。與社會認知的雙重機制假設相比，該理論更注重主觀感受和情感。

不僅如此，合作增強模型和聯盟信號理論均強調合作，尤其是群體合作的重要性。聯盟信號理論提供了同步影響合作行為的獨特視角，但缺乏理論支撐和實證研究，沒有全面考慮人際同步的外部影響因素和內在發生機制。合作增強模型則通過實證研究和模型假設展現了同步中的群體合作過程，但缺乏對于內在心理機制和神經機制的深入探索。

上述六種模型分別以不同的視角對于人際同步可能的理論展開研究，但每種理論都只展現了人際同步的一個或者幾個影響因素，并未進行充分和全面的整合。不僅如此，六種模型都未討論和分析人際同步的腦間同步指標和潛在的神經機制。李先春（2018）指出，在信息傳遞的過程中，發送者與接收者在行為上的協調伴隨著腦-腦耦合的產生。對于發送者動作、感知覺或者情緒變化的覺察可以誘發接收者產生相應的腦網絡激活水平的變化，這種現象被稱為替代激活。而只有當發送者具有與接收者相同或者相似的機體時，接收者的替代激活模式才會與發送者的激活模式相似，進而產生顯著的腦-腦耦合現象。

據此，本文在上述六種模型的基礎上，整合并構建了循環式人際同步綜合模型（見圖1）。

第一，根據該模型，個體社會交往的需要和社會生活中無意識的協調和平衡行為會引發個體的互動式學習。通過這種互動式學習，個體與其他社會成員進行溝通交流并交換信息，從而建立社會溝通系統。社會溝通系統的建立使得社會互動系統化并增加了互動次數，提高了個體間的熟悉度和親密感，并由此誘發了社會成員間的同伴相似行為傾向。

第二，成員行為趨于一致，并產生替代激活或者更為復雜模式的激活，引起腦-腦耦合。在耦合現象出現后，群體內的小范圍同步行為將衍生出聯盟信號，促進群體內部的團結協作。

第三，高度協作的團體氛圍會使得個體產生積極情緒和身份認同，最終產生群體內部大范圍甚至全范圍的人際同步現象。

第四，人際同步現象滿足了個體社會交往的需要。人際同步現象引發了大腦信號相位和頻率的變化，激活了同伴間相同的神經系統，可能會引發更多的無意識協調和平衡行為，最終形成循環式人際同步綜合模型。

第五，個體的單個大腦與群體的多個大腦通過認知和身體層面與環境和社會交互，最終實現現實情境中的自我與他人之間的同步現象和互動行為。

綜上所述，循環式人際同步綜合模型著眼于個體的社會互動和交往需求，深入探索潛在的神經機制和生理變化。與已有的模型相比，循環式人際同步綜合模型克服了視角單一、組成元素缺乏的問題，從個體、社會、合作及神經機制等多角度綜合地全面地整合和分析了人際同步的機制。

但循環式人際同步綜合模型仍然需要更多的實證研究驗證，因此未來的研究還需要深入探索上述模型中不同的神經機制和理論要素。

4 人際同步的研究范式

近些年，對于人際同步中社會互動的研究已經從簡單的模仿互動拓展到復雜的情感交流（Liu et al.， 2018），基于此，研究者們建構了不同的研究范式。其中，超掃描范式能夠為模型提供來自行為和神經的雙重證據，因此本文主要介紹相關的超掃描研究范式。參考已有研究（Liu et al.， 2018），基于實驗設計和實驗內容，本文總結了超掃描研究的五種主要范式，通過它們可以開展對于循環式人際同步綜合模型的實證研究。

4.1 聯合行動的腦間活動研究范式

近年來，隨著超掃描技術和其他神經科學技術的快速發展，有研究者使用齊步走任務（Scanlon et al.， 2022）、手指同步任務（Harry et al.， 2023）、合作任務（Zhao et al.， 2022）、音樂節奏同步任務（Zamm et al.， 2021）等范式探索人際同步的認知神經機制，這些都與聯合行動有關。

Cheng（2020）等設計出一個新的齊步走范式，通過分離明確的口頭交流和隱性的身體協調，使得被試進行沉默的成對步行，以更為集中地探索聯合行動中步伐同步的作用與機制。另一項研究則通過手指敲擊與計算機控制的聽覺序列同步任務，探索行為表現中具有個體差異的大腦功能連接模式。結果表明，這種手指同步能夠引起中樞區域調節大腦靜息狀態的網絡內部的功能連接，以及與額外的感覺運動區域和皮層下結構之間的連接，從而支持了自我與他人的聯合行動（Harry et al.， 2023）。手指同步范式還被用于研究神經分裂癥患者的異常非言語行為（Lozano-Goupil et al.， 2022）。

綜上所述，聯合行動的腦間活動研究范式逐漸采用更為自然化和生活化的方法，追求貼近自然社會情境中互動的真實感。同時，聯合行動多采用行動同步的指標，將人際行為同步與人際腦同步有機結合，提高了研究范式的全面性和嚴謹性。

4.2 共同注意的腦間活動研究范式

在社交信號中，非語言信號被認為是交流意圖的關鍵視覺線索（Jahng et al.， 2017）。而在交流過程中，人們分享彼此相同的視角的現象被稱為共同注意（Shteynberg， 2018）。從生命早期開始，嬰兒就在生理層面上產生了基于與他人的共同注意的同步，該過程也被認為是社會聯系和群體凝聚力的基礎。例如，當他們的瞳孔因觀察到另一個瞳孔擴張的人而擴張時，即展現出這種同步性，這種現象被稱為“瞳孔傳染”（Fawcett， 2022）。

根據動態神經耦合假說，共享的交互行為可以由跨腦信號一致性表示。為了驗證該假設，Noah等（2020）將動態視頻中類似人的眼神凝視和真實情景下人類參與者之間的眼神接觸進行對比，結果發現，在真實的眼對眼情況下，角回內信號的跨腦連貫性增加，右顳頂葉交界處的神經活動增加。Dravida（2020）等則使用一個新穎的雙人聯合注意力任務進行研究，結果發現，眼神交流頻率調節了共同注意活動，表明眼神交流更多的伴侶擁有更高水平的視覺區域和社交活動。

與聯合行動范式不同，共同注意的腦間活動研究范式重點強調同步過程中的非言語信號和內在心理機制與腦間活動的聯系，多使用眼神接觸或者眼神互動的形式進行研究。而共同注意的集中程度已經被證實受到眼神交流的影響甚至調節，這有助于后續的研究找到探索共同注意范式的方向和側重點。

4.3 交互式決策的腦間活動研究范式

交互式決策是指在交互任務中，根據同伴的先行決策行為和其他社會線索進行選擇的動態過程。真實生活中的決策總是需要交互個體之間較高程度的認知參與（Liu et al.， 2018）。借助超掃描技術，在游戲情境中進行的一系列研究為交互式決策的腦間活動研究范式提供了豐富的證據。例如，在“剪刀石頭布”游戲的半計算機化版本中，Kayhan（2022）等研究了游戲時的人際神經同步情況，結果發現，只有在類似現實情境的自然條件中，被試的人際神經同步才會增強。由此證明，神經同步性可能取決于自然情境下的人際交流，而非明確的預測策略。另一項研究則使用經典的運動感應網球游戲，在同一生態范式下研究了合作和競爭的神經相關性。在廣泛的大腦區域，合作在δ和θ波段與腦間振幅呈正相關，而競爭在α和β波段的活動與枕葉腦間振幅呈負相關。該結果表明，在探索生態環境中社會互動的神經基礎時采用腦間活動視角的重要性（Liu et al.， 2021）。成曉君等（2022）采用社會決策的自適應范式探究共享式聯合決策的結果，證實了共享決策的結果可以提升新手在互動決策中的獲益。同時發現，額葉的人際同步可能是一種潛在的大腦機制。

在交互式決策的腦間活動研究范式中，研究者多采用游戲情境從而使得被試在沉浸游戲環節時最大程度地進行自然的社會互動。同時，這種交互式決策活動涉及博弈行為、社會認知和邏輯思維能力，極大地提升了腦間活動的活躍性和心理機制的復雜性，從而為人際腦同步提供了多樣化的研究視角。

4.4 情感交流的腦間活動研究范式

社會互動促進了個體之間信息的交流，這種隱含的或者潛意識的線索共享在情感交流方面至關重要，可以提升對于他人情感狀態的了解，能夠為未來的互動交流提供導向（Sterley & Bains， 2021）。愛是人類已知的最深刻的情感之一， 一段令人滿意的親密關系可以預測心理健康和身體健康（Liu et al.， 2019）。因此，眾多的研究者關注親密關系中情感的腦間活動。Zhang（2023）等著眼于悲傷情緒的調節對維持情侶之間的浪漫關系的重要性。他們招募異性情侶被試與陌生人被試觀看悲傷或者中性視頻，同時用調節器調節視頻的悲傷程度，并收集了基于fNIRS的超掃描數據。最終發現，情感參與和認知參與激活了情侶間的情感紐帶，其中，認知參與在調節女性的悲傷情緒方面更有效，表明夫婦認知和情感的悲傷調節存在不同的神經模式。

為了解決運動同步性是如何被文化熟悉度和個人音樂偏好所調節的問題，Stupacher（2020）等以社交互動中的情感方面為切入點，發現音樂提供的社會環境可以通過增強情感方面的自我-他人重疊以增強人際親密度，甚至影響動作同步性對于社會關系的影響。Reindl（2018）等則聚焦于親子同步中的情緒和情感交流，通過測量孩子與父母（主要是母親）以及一個成年陌生人玩合作和競爭游戲時前額葉的神經活動，發現腦間同步可能表征了父母和孩子之間情感聯系的潛在神經機制，并與孩子適應性情緒的調節有關。

值得注意的是，情感交流的腦間活動研究范式主要集中于社會互動中的情緒調節。人際同步不僅可以從個體的行為層面和內在神經機制層面影響日常生活，而且對于情緒和情感交流發揮著重要的調節作用和調控功能，有助于維持個體的穩定性。

4.5 創造性問題的腦間活動研究范式

創造力是指一種提出原創和有價值的解決方案的能力，有助于人們打破已有的方式，開發非傳統的替代方案。某些大腦區域已經被發現與創造力有關，如外側前額葉皮層、頂葉下葉、腦島、紋狀體等（Szakács & Janka， 2023）。研究創造性問題的腦間活動有助于提高創造力水平和創新性思維。Lu等（2019）關注不同的反饋如何影響團隊的創造性表現，通過測量兩個陌生人共同完成一項創造性任務時的神經指標后發現，無反饋促進了集體靈活性，正反饋則促進了人際互動，這兩種反饋條件均有利于群體的創造性表現。Duan（2022）等研究情侶在解決群體創造性任務時的表現，在現實問題（Realistic Presented Problems， RPP）任務中同時測量情侶兩人組和陌生人（異性戀）二人組的人際大腦同步。結果發現，情侶兩人組的獨創性和流利性顯著高于陌生人兩人組。當情人組解決RPP任務時，在額頂葉皮層和右顳頂葉交界處觀察到人際大腦同步顯著增加，這也成為浪漫關系如何影響創造力的首個認知神經科學證據。Lu（2021）等以群體教育多樣性對于群體創造力影響的人際神經相關性為切入點，要求被試解決兩個問題，要么需要創造力（替代用途任務）、要么不需要創造力（對象特征任務）。通過fNIRS同時記錄每組中成對被試的神經反應，結果發現，盡管較高的教育多樣性有利于增強認知靈活性，但并不一定會帶來更高的創造力和更好的創新思維。

在創造性問題的腦間活動研究范式中，研究者多通過不同的創造性任務范式使得被試在實驗過程中啟動創造性思維，在完成任務與解決問題的過程中展現創造力水平。使用多樣化創造性任務的實證研究增加，與創造力思維相關的腦區也更加清晰和明確，這有助于推動社會互動情境和團體創造任務中創造力水平的精準測量和創新思維的顯著提高。

5 人際同步的神經科學基礎

盡管已有較多研究采用超掃描技術探索人際同步，但目前尚未有論述將不同神經科學技術所產生的特異指標加以整合和總結。因此，本文通過梳理和分析EEG、fNIRS、fMRI等技術中測量人際同步出現的誘發特異的神經科學指標，試圖明晰人際同步背后的神經生理機制。

5.1 基于EEG的神經科學指標

使用EEG同時記錄多個大腦的活動，即針對社會互動進行的超掃描研究，使得腦間耦合（inter-brain coupling， IBC）被發現。腦間耦合是人與人之間的神經同步，是社會互動的標志（Moreau et al.， 2022）。腦間耦合主要使用相位同步指標測量，如相位鎖定值（phase-locking value， PLV）（Chen et al.， 2022）、鎖相指數（phase lag index， PLI）（Li et al.， 2023）和偏定向相干（partial directed coherence， PDC）（Angulo-Sherman et al.， 2022）。在已有研究中，基于EEG技術的腦間耦合已經在不同的頻帶上被觀察到，包括4到7赫茲范圍內的θ波、8到13赫茲范圍內的α或者μ波以及大于30赫茲范圍內的γ波（Moreau et al.， 2022）。Rosso（2022）等在手指敲擊任務中進行雙人腦電記錄，結果發現了一個在β范圍內（大約20赫茲）的振蕩，并發現β功率的周期性波動是倒數運動周期的函數。進一步的分析表明，周期性β功率調制可能是人際同步的一個關鍵機制，或許能夠導向耦合個體之間的相互預測，最終導致時間的共同調節和明顯的相互適應。Scanlon（2022）等著眼于行走同步中的α-μ（7.5到12.5赫茲）和β（16到32赫茲）節律，結果表明，與自然行走條件相比，在行走同步條件下，右頂葉通道（C4， C6， CP4， CP6）α-μ和中央通道（C1， CZ， C2）β功率從基線被抑制。值得注意的是，它也為意向性同步使用與社會互動相關的系統以及中樞運動系統提供了證據。這些發現能夠幫助更好地探究社會同步和社會互動，同時為不同腦電波影響和導向人際互動的機制提供了一定的理論基礎。

5.2 基于fNIRS技術的神經科學指標

He（2023）等采用領導者-追隨者范式，通過分析腦電活動發現，在緊急領導狀態下，領導者-追隨者的人際腦同步增量在右角回、右角回和右邊緣上回之間以及右顳中回和右運動皮層之間的水平顯著增高。這一結果表明，在緊急領導情境下，特定腦區之間的人際腦同步顯著增強，可能與協調行動和決策過程相關。然而，不僅是在不同情境下，任務的類型同樣彰顯了人際腦同步的負責性與重要性。Lu（2023）等發現，在完成一項創造性任務（替代用途任務）和對比任務（目標特征任務）時，高創造性組左額下回和右運動皮層之間的人際腦同步提高，同時右顳上回的節點增強，而右角回和右顳上回之間的人際功能連接下降，以及左額下回和右角回之間的人際腦同步下降。該發現證實了高創造性可能涉及額葉、顳葉和頂葉內各區域之間復雜的神經耦合特征，強調了創造性任務與大腦網絡協同作用的復雜性。一項元分析研究表明，涉及的13項基于fNIRS的研究均在前額葉皮層觀察到了顯著的腦間同步，這也支持了額葉和顳頂區域的腦間同步在人際合作中的重要性（Czeszumski et al.， 2022）。而另一項運用多模態數據融合方法的研究同樣證實，右側顳頂葉交界處和左側腹側前額葉皮層的人際神經同步具有強大的大腦區域相關性。除此之外，在分子和遺傳水平上，研究者發現人際神經同步與神經元回路、長期發育基因表達模式和神經發育障礙有關，這為人際腦同步提供了新的可檢驗的假設，強調了其在神經發育和功能異常方面的潛在作用（Lotter et al.， 2023）。這些發現揭示了人際腦同步在不同認知和社會情境下的多樣性，為深入理解人際交往和大腦功能提供了重要線索。明確不同腦區在不同類型任務中的作用有利于提升不同任務的工作效率和完成時間，同時推動研究人際同步活動對大腦發展的重要影響。

5.3 基于fMRI技術的神經科學指標

神經振蕩是大腦的基本機制，能夠使得不同大腦區域在感知和認知過程中協調活動。一項同時采用EEG和fMRI采集腦信號的研究表明，基于γ振蕩同步的大腦連接反映在fMRI連接方式中（Leicht et al.， 2021）。這表明，神經振蕩是神經網絡協同活動的關鍵機制之一。Hirsch（2021）等關注兩個人面對面對話的神經相關性，具體而言包括雙側背外側前額葉皮層、左側緣上回、角回和顳上回在內的額頂葉系統在兩人產生分歧期間說話時表現出的活動增加。相較而言，在協商階段交談的特點是注意力網絡的活動增加，涉及右側緣上回、雙側額眼區和左側額腦區。此外，在達成一致的過程中，這些社交和視覺注意力網絡在大腦中的同步性高于不一致的情況。這一結果突顯了神經振蕩在社交互動中的動態變化，為理解人際交往中的神經機制提供了重要線索。值得注意的是，另一項研究也證實了前額葉皮層中神經活動的重要性，他們在專家師生組左側背外側前額葉皮層中檢測到人際大腦同步的增加，而新手師生組則沒有，這為人際腦同步能夠作為職業熟練度的指標提供了依據（Sun et al.， 2020）。不僅如此，該結果還強調了神經振蕩在不同認知和社交場景中的多面性作用。綜合而言，這些研究揭示了神經振蕩在人際交往和認知過程中的關鍵作用，有助于深入了解大腦在社交互動中的動態變化。

不同的超掃描技術所誘發的特異的神經指標各不相同，這囿于技術本身的限制。EEG是從頭皮表面記錄大腦自發或者人類操縱的具有特殊心理意義的刺激而誘發的相關腦電位活動。fNIRS則是通過測量射入大腦的近紅外光的衰減變化，推斷出大腦認知神經活動腦區中氧合血紅蛋白和脫氧血紅蛋白的濃度變化，進而獲取大腦認知神經活動的機制。EEG的局限在于空間分辨率低，由于電極測量大腦表面的電活動，很難知道信號是在表面附近（在皮質中）還是在更深的區域，無法精準確定腦區。而fNIRS的空間分辨率比腦電高，腦區定位方面更有優勢，且具有便攜性和偽影干擾小的優點。fMRI則可以實時跟蹤信號的變化，同時便于定位全腦。但對于具體腦區的深度探索尚不完善，且時間分辨率低、生態效度較低、成本較高。

結合已有研究中的神經科學指標，本文深入探索了循環式的人際同步綜合模型中腦信號相位和頻率的變化。綜合現有的研究結果來看，人際同步的腦信號變化已經被證實存在于右側顳葉、額葉、左額下回等腦區，其中θ波、α和μ波在一定波段范圍內的變化明顯。因此對于循環式的人際同步綜合模型中的腦信號變化激活同伴間同一神經系統這一現象，后續研究可以側重于進一步具體探索右側顳葉、額葉、左額下回等腦區內的信號是否實現了對于同伴間同一神經系統激活的檢驗和證實。

6 已有研究的局限與未來研究的展望

盡管通過采用新興的研究范式與神經指標，人際同步研究取得了重要的進展和技術突破，但日常生活中社會互動的復雜性給后續的研究帶來了極大的挑戰和改善的空間。就目前而言，人際同步研究尚存在如下局限：

第一，現有的人際同步理論基礎模型較為單一，沒有全面綜合地考慮多種因素如神經機制、個體差異和社會文化因素等，因此模型的科學性和實用性有待提高。未來對于人際同步理論模型的建立，要全方位考慮人際同步的潛在機制和多種影響因素，結合生物學、神經科學、心理學和社會學等多學科的研究發現，構建盡可能完善的人際同步理論模型。

第二，缺少基于已有的人際同步神經機制和理論基礎的實證研究，提出神經機制和理論基礎的假設和推論是一個可能的方向，而實際的證明則需要大量的實證研究。沒有實證研究的理論只會是空中樓閣，缺乏真實性和嚴謹性。因此，未來的人際同步研究需要驗證與修正已有的理論和機制，通過實證研究進一步提升理論的正確性和科學性。

第三，目前大多數的人際同步研究仍然是在實驗室情境中開展，對于真實情境中人際同步的探索則較少。社會互動大多處于自然的、實時的情境中，因此人際同步現象的測量與檢驗應當在自然交互的真實情境中開展。未來的人際同步研究應當走出實驗室，在自然交互的情境中盡可能多地測量多人而不僅僅是雙人的交互。

第四，缺乏對于實際應用情景的深入研究。研究人際同步現象要服務于提升實際情景中的社會聯系和社會交往活動，已有研究關注從神經生理層面刻畫教育活動的人際互動模式和動態性（成曉君等， 2021）。未來的研究應當著眼于實際情境，如運動賽事和心理咨詢場景（Zhang et al.， 2020）中人際同步現象和內在機制，通過明晰人際同步在這些場景中的機制，助推運動賽事與心理咨詢中的積極社會效應。

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