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“致密杏仁体”:在三名被试被动观看电影时对腹侧及内侧颞叶进行的大量复值功能性MRI扫描

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为什么在扫描仪中放电影很重要

我们大多数人都知道电影能让人发笑、落泪或坐立不安。本研究探问在那些丰富的情绪时刻大脑深处发生了什么。研究者从仅三位被试身上收集了异常大量的脑数据,在他们安静地观看整部电影时,构建了一个详细资源,用以探索一个关键情绪枢纽——杏仁体——如何对银幕上日常社会生活的视觉和听觉刺激作出反应。

Figure 1. 完整电影如何揭示三位个体大脑中这一深层情绪枢纽的详细活动。
Figure 1. 完整电影如何揭示三位个体大脑中这一深层情绪枢纽的详细活动。

细看一个情绪枢纽

杏仁体位于颞叶深处,长期以来与恐惧、奖赏以及我们赋予所见所闻的重要性相关联。然而,用标准脑成像研究它很困难;常规扫描通常侧重于大脑表层并对多人人群取平均。本项目则颠倒了这种逻辑。研究团队没有在短时间内扫描数百名志愿者,而是对三位成年人进行了每人超过十小时的扫描,在此期间他们观看了四部长片和一段快节奏的预告片混剪。扫描方案被调整以增强来自杏仁体及其周围支持记忆、视觉和社会理解的区域的信号。

电影:大脑的自然故事材料

影片选择并非随意。两部电影《阿甘正传》和《布达佩斯大饭店》在以往的大脑研究中被广泛使用,这便于跨实验室进行比较。《地球脉动》片段补充了动物与自然场景,而《寿司之神》聚焦食物与匠心,这些主题被认为会强烈激发杏仁体。预告片混剪在仅几分钟内浓缩了强烈的社会和情绪内容。在十二次扫描会话中,每位参与者观看了电影片段、短片的重复播放,以及一个包含面孔、物体、建筑和打乱图像块的独立任务。每次会话后,他们填写情绪与压力问卷,随后在重看片段时每三十秒评定一次自己感到的积极、消极、激动或焦虑程度。

Figure 2. 如何将来自杏仁体的大脑信号与心跳和呼吸噪声分离,以更清晰地研究对电影的反应。
Figure 2. 如何将来自杏仁体的大脑信号与心跳和呼吸噪声分离,以更清晰地研究对电影的反应。

如何采集与清理大脑信号

研究者使用了一种快速的MRI扫描方式,约每半秒采样一次脑活动,并同时保留信号的幅度与相位。聚焦于环绕腹侧与内侧颞叶的一块组织切片,提高了通常较弱区域的敏感性。在电影扫描的同时,他们记录了心脏活动、呼吸与瞳孔大小,以追踪唤醒水平与身体节律。一个定制的处理流程将所有数据对齐到每个人的高质量解剖模板,并估计信号中有多少是真正的大脑反应、多少是头动、扫描仪特性或血管等噪声。包括独立成分分析在内的先进数学方法将数据分解为与呼吸、心跳以及可能与电影相关的神经血管反应相联系的模式。

数据集迄今揭示了什么

初步检验表明,电影能可靠地在被扫描的脑切片中引发有结构的活动,包括杏仁体。当团队将电影中面孔的脑反应与经典的面孔定位任务的反应进行比较时,发现了腹侧颞叶皮层中相似的区块,但也明显存在个体差异。信号质量与头动的测量显示数据足够稳定,可用于研究精细模式。与此同时,三位志愿者在这些模式中杏仁体的显现强度以及诸如积极情感等心理特质上存在差异——这正是该项目旨在捕捉而非抹平的个体性。

其他人如何使用这一资源

所有脑成像、生命体征记录、低层次视频与音频特征及情绪评分均以标准格式开放共享。研究者可以用这些数据测试新的脑数据清理方法,建模特定电影时刻如何驱动杏仁体与腹侧视觉区域的活动,或比较复值和传统MRI分析。因为样本虽小但研究密集,该数据集并不旨在代表一般人群。相反,它提供了三例大脑的高分辨率案例研究,帮助科学家设计更聪明的未来实验以研究社会与情绪处理,并深化我们对当银幕上的故事显得生动真实时杏仁体如何响应的理解。

引用: Tyszka, J.M., Diamandis, Z., Keles, U. et al. “Dense Amygdala”: Extensive Complex-valued Functional MRI of the Ventral and Medial Temporal Lobe during Passive Movie Watching in Three Individuals. Sci Data 13, 738 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-07065-x

关键词: 电影fMRI, 杏仁体, 社会神经科学, 自然主义刺激, 脑成像数据