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攻击性、基因和文化

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在新知客九月号写了一篇文章介绍MAO-A基因与攻击性的关系。MAO-A是一种控制神经递质血清素和肾上腺素释放的酶。荷兰研究者Brunner等于1993年最早发现,编码这种酶的基因与攻击性行为相关。神经科学的研究发现MAO-A-L型基因型的被试的杏仁核对情绪线索更敏感,而眶额皮层抑制能力减弱,从而可能导致冲动性的攻击行为。

针对白种人的研究,MAO-A基因与攻击性的联系是比较明确的。有两件事引起了争议。首先是2009年,意大利的法庭第一次因为杀人犯携带MAO-A-L型基因,减少了刑期。这引发了遗传与刑事责任之间关系的争论,Nature也作了报道

另一件是在2006年,有研究者在一个国际会议中报告了在新西兰土著毛利人群中,携带MAO-A-L型基因的比例高达56%。而对于高加索人种,MAO-A-L型基因携带比例约为34%。因为传说毛利人有食人的历史,这一结果似乎会加深人们对毛利人野蛮的印象。因此新西兰媒体进行了广泛的讨论。最终研究者认为,MAO-A与不仅与攻击性行为相关,还与冒险行为有关。因为毛利人可能是乘坐独木舟冒险跨海到达的新西兰,这个历史可能对MAO-A基因做了正向的选择。而且,MAO-A基因与攻击性的联系目前只在高加索人群中研究过,其他种族的研究都很少。毛利人中MAO-A基因与攻击性是否存在联系还没有证据。

这篇文章其实还有一个有趣的结果,就是中国人中MAO-A-L型基因携带的比例高达77%,为全世界最高。当然,数据只来源于台湾学者的一个小样本研究 (n=55),大陆这方面的数据还没有。但这个结果还是让我很惊讶。因为印象中,中国人的性格并不好斗,反而偏阴柔。



当然,好斗只是一方面。研究还发现MAO-A基因还与对社会拒绝的敏感性有关。因此MAO-A基因与攻击性的联系可能由对社会拒绝的敏感性中介。在今年的一个研究中,Lieberman还发现国家人群中MAO-A基因的百分比与这个国家个人主义-集体主义倾向相关。MAO-A-L基因型人比例越高的国家,就越可能是集体主义取向 (上图)。Lieberman的研究实际上是之前介绍过的五羟色胺基因研究的继续。这两个研究都明确的表明了基因与文化之间的交互关系。对于中国等东亚国家来说,集体主义价值观可能起到缓解社会拒绝焦虑的作用,从而会减少由此引发的反社会攻击性行为。

反过来讲,中国人的攻击性倾向可能并不低,但通常会被压抑。一旦被…

认知神经科学2.0

认知神经科学发展至今已取得了丰硕的成果。特别是fMRI技术的应用,使得研究的数量几何增长。但这一领域研究的问题依然普遍存在:比如BOLD信号的来源一直有人质疑,还比如很严重的数据分析的双重提取问题 (double dipping)。作为一门科学,不仅要不断积累实验数据,还要将积累的数据整合成系统的知识。Trends in Cognitive Sciences上的这篇文章,就对脑功能研究的积累以及整合提出了构想。

fMRI研究最大的问题其实是由数据性质及分析方法决定的,即高空间分辨率的大量测量数据,以及大量单变量统计 (mass univariate)的分析方法。这会导致一系列问题:
一是统计效力 (power)低。受资金的制约,fMRI研究的被试一般只有15-20人,但因为大量单变量统计需要多重比较校正,因此要采用严格的阈值 (比如其实还不算严格的p<0.001)。这导致fMRI研究只能关注最显著的效应,而对于微小的效应通常无能为力。
二是误报 (false positive)很常见。多重比较矫正的越严格,研究的敏感性就越低。因此需要研究者在敏感性和可靠性之间权衡,采用一个大家都可以接受的阈值 (比如p<0.001)。但这样结果中就会有很多误报。据估计误报的激活区域大概占总结果的15%。
三是重复实验很困难。首先是因为做研究要突出新意,所以很少直接重复别人的实验。而且由于SPM统计方法的缘故,也很难评价两个研究的结果是否一致。
四是研究逻辑的问题,即如何将特定任务与特定的脑区相联系。要得出这个结论,必须要表明这个区域与这个任务相关,但与其他任务都不相关。但这样要进行大量的对照实验,按照目前的现状也很难实现。

整合研究的第一步是建立研究结果的数据库,编码特定的任务范式以及结果。这一步已经有很多group在做,比如 Human Brain Project 和 Brainmap 等等...
接下来可以对现有结果进行定量分析,即元分析。元分析是十分必要的,因为单个fMRI研究统计效力不足,而且有很多误报,特别是医学影像领域。而且元分析不仅可以整合现有的结果,而且还可以产生并验证新的假设。比如之前一直认为杏仁核主要负责加工恐惧情绪,但元分析结果表明杏仁核对恶心/厌恶情绪的激活更强。常用的元分析方法有activation likelihood estimation…

牛文章瞻仰 - Nature

最近在家闲着无聊,就继续两年前的工作,搜索了一下Nature里关于fmri研究的文章。在Google Scholar中用 "fmri" OR "functional magnetic resonance imaging"关键字搜索Nature期刊上的文章,按照被引用次数排序,前十名的文章如下。序号后面的数字为引用次数。
2177. Logothetis et al., (2001). Neurophysiological investigation of the basis of the fMRI signal. Nature 412(6843):150-7.
    被引用第一的文章不是研究脑功能的,而是Logothetis研究BOLD信号起源的研究。同时记录fMRI信号以及颅内动作电位 (spike acyivity)和局部场电位 (LFP)。结果发现fMRI信号只与局部场电位相关,与动作电位无关。这个研究不仅验证了用BOLD研究神经活动的合理性,据说也推动了单细胞记录研究对LFP的重视。1111. Cohen et al., (1997). Temporal dynamics of brain activation during a working memory task. Nature 386(6625):604-8.
    大牛Cohen关于工作记忆的研究。发现前额页皮层不只负责工作记忆中的执行控制,也负责内容的保持。935. Karni et al., (1995). Functional MRI evidence for adult motor cortex plasticity during motor skill learning. Nature 377(6545):155-8.
    关于运动学习的研究,区别了长时学习和短时学习对初级运动皮层的不同影响。920. Epstein, et al., (1998). A cortical representation of the local visual environment. Nature 392(6676):598-601.
    Kanwisher的研究,第一次定义了PPA。888. D'Esposito, et al., (1995).…