最新研究揭開「感同身受」的大腦神經迴路之一: ACC-to-PAG
今天是311，台灣人對日本311大地震的「感同身受」這種反應，在腦神經科學的研究中，被認為是情感同理心的一種形式: 觀察者在情感上與他人的痛苦產生共鳴。但這種「感同身受」實際上，大腦神經迴路處理時，又有所不同。有些人在處理他人的大災難或意外時，感同身受強烈到: 嚇呆了，這又是怎麼一回事?
- 典型的同理心(Empathy)：範圍廣，可以以不同的方式表現出來。它涉及理解他人感受並在情感上建立聯繫的能力。典型的同理心可能會導致主動反應，例如提供安慰、採取行動提供説明或簡單地表達理解。
- 移情凍結(Empathic Freezing)：這是一種不由自主的、通常是潛意識的反應，觀察者對某人的痛苦的反應是暫時「凍結」或無法行動。它與恐懼反應密切相關，並被認為源於根深蒂固的自我保護和情緒共鳴神經機制。從本質上來說，觀察者分擔痛苦的程度如此之大，以至於他們的身體也做出了反應，就好像他們也處於危險之中一樣，真實的「感同身受」。
最新《自然通訊》的研究，由韓國基礎科學研究所(Institute for Basic Science,IBS)認知與社會中心(Center for Cognition and Sociality,CCS)的研究小組發現，關於大腦如何處理他人痛苦移情凍結的關鍵見解: ACC-to-PAG迴路，指連接前扣帶迴皮質(anterior cingulate cortex,ACC)和導水管周邊灰質(periaqueductal gray,PAG)的神經通路，在處理情緒痛苦、同理心和恐懼反應方面起著至關重要的作用[1]。
- 前扣帶迴皮質(ACC)： ACC參與情緒調節、決策和處理疼痛的情感(情緒)方面。當我們經歷痛苦或目睹他人處於痛苦中時，它就會啟動。
- 導水管周邊灰質(PAG)： PAG位於中腦，對於調節疼痛和防禦行為至關重要，例如凍結或逃跑以應對威脅。
研究人員結合利用:
- 鈣成像(使用螢光指示劑即時可視化神經元的活動。例如，研究人員在小鼠中使用微型內窺鏡鈣成像(endoscopic Ca2+ imaging)來監測ACC神經元，同時觀察另一隻處於困境中的小鼠)，在ACC中確定了編碼移情凍結的特定神經集合。
- 光遺傳學(對神經元進行基因改造以回應光。通過照亮特定的大腦區域，科學家可以啟動或抑制ACC-to-PAG迴路，以研究其在同理心和疼痛處理中的作用)，分析顯示，投射到PAG的ACC神經元，選擇性地傳遞情緒痛苦資訊。當他們抑制ACC-to-PAG迴路時，移情凍結和痛苦迴避行為顯著減少。這證實了這條通路將感知到的痛苦轉化為行為反應，加強了它在情感同理心中的關鍵作用。
- 進行行為實驗 (方法上指研究人員設計動物或人類觀察他人遇險的場景。這些實驗有助於將觀察到的行為如移情凍結與ACC-to-PAG迴路中的神經活動聯繫起來)。與過去專注於有過疼痛經歷的動物的研究不同，這項研究使用了以前沒有經歷過疼痛的單純觀察小鼠，使研究人員能夠在不受過去經歷影響的情況下檢查純粹的情緒傳染。這種方法為情感同理心的基本神經機制提供了新的見解。
在同理心脈絡下，ACC-to-PAG/ACC→PAG迴路顯示，當有人觀察到另一個人的痛苦時，ACC會處理該痛苦的情緒方面並向PAG發送信號。這種聯繫有助於將情緒困擾轉化為身體和行為反應，例如移情凍結或保護性行動。這些結果證明瞭情緒痛苦的神經表徵在塑造觀察性恐懼中的功能作用，並提出了一種皮層控制情感分享的神經機制，這種選擇性激活被認為是情感同理心的神經基礎。此研究證明了 ACC→PAG輸入中的活動可調節觀察恐懼和情感性疼痛迴避行為;抑制ACC→PAG迴路顯著降低了觀察者的替代性凍結。
有趣的是，電路特異性光遺傳學顯示，過去科學強調介導情緒效價、社交厭惡學習、疼痛調節、防禦行為和觀察性恐懼學習的另一迴路: ACC→BLA迴路 (基底外側杏仁核，basolateral amygdala/BLA)，抑制此迴路在移情凍結的效應中，不若ACC→PAG迴路顯著。研究鑒於ACC對於整合負面情感、痛苦和認知控制至關重要，因次未來的研究將需要進一步檢查BLA或PAG神經元，在觀察恐懼期間處理厭惡痛苦信號中發揮的不同作用。
最後，不禁想問
您的大腦如何感受他人的痛苦? 是典型的同理，還是容易不由自主的移情凍結了呢?
小彩蛋🎈: 同理心知識樹 (注意與同情心的不同)[2]
[1] Choi, J., Lee, YB., So, D. et al. Cortical representations of affective pain shape empathic fear in male mice. Nat Commun 16, 1937 (2025).
[2] 美國國家醫學圖書館醫學科目標題(MeSH)知識樹: MeSH: D004645
