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第58期出刊日:2024.07.01

透過計算神經科學取向來解構驅動信任行為的複雜心理歷程

文\心理學系 陳品豪 副教授

信任是人際互動和社會合作的基石。從經濟學到心理科學,信任被認為是促進合作的核心力量。信任不僅能降低交易成本,更能夠提高資訊共享的效率並能夠增強合作的穩定性。然而,對於信任的心理與神經機制仍存在諸多未解之謎。過往的研究通常使用行為實驗來推論當個體表現出信任行為時,其內心中可能會出現的內在心理機制。但這樣的行為測量並無法解構當個體表現出信任行為時,個體內在同時出現並交織在一起的多種複雜心理歷程。因此本研究希望利用神經計量學(Neurometrics)的方法,首先建立一個大腦的多變量預測模型來預測信任行為,並透過在多個獨立大腦測試數據集來檢驗信任的建構效度,並測試此大腦模型的泛化能力,以及與其他心理構念的區辨性。筆者希望本研究不僅能解構出信任之核心心理構念,還能提供一種新的分析取向來應用於檢驗其他複雜的互動心理歷程。

在此研究中,筆者首先使用來自合作投資遊戲的功能性磁共振造影數據進行模式訓練,總樣本數為40名受試者。在這項遊戲中,受試者需要在每一輪遊戲中決定是否將資金投資給受託人。如果受試者選擇投資給受託人,受託人將獲得兩倍於投資額的資金,並決定是否回饋部分收益給受試者。該遊戲設計旨在模擬現實中信任互惠的決策情境。在本研究中將聚焦於分析受試者在進行信任或不信任決策時的多變量腦部活動。此研究首先使用support vector machine (SVM) 來訓練信任的大腦模型,同時為了確保此模型的正確性,此研究在訓練模型時亦採用了交叉驗證(cross-validation)的技術,通過留一法 (leave-one-subject-out) 的方法測試此大腦模型在新受試者數據上的表現。隨後,為了檢驗此信任的大腦模型是否能夠泛化到其他的獨立數據集,本研究使用了另一來自不同國家的不同受試者在進行另一變異版本的合作投資遊戲之大腦數據,以驗證此大腦模型之跨情境通用性。研究的結果顯示,此信任大腦模型在合作投資遊戲中表現出高度準確性,能以90%的正確率區分信任與不信任行為 (圖一B)。在獨立的驗證數據集裡,其準確率亦高達82% (圖一B)。最後,在此信任大腦模型中,與信任行為相關的腦區包括腹內側前額葉皮層、隔膜區、杏仁核和腹側海馬;而與不信任相關的腦區則集中在背側前扣帶皮層和雙側島葉 (圖一A)。以上腦區均與過往的研究結果相符,更顯示出此信任大腦模型對不同情境的信任行為具有良好的泛化能力。


圖一:(A) 信任的大腦預測模型。(B) 信任大腦預測模型的交叉驗證預測結果與獨立數據集的預測結果。(C) 信任大腦預測模型在訓練數據集內各個受試者信任與不信任情境中的表現量程度。(取自Chen et al., eLife, 2023)


最後,本研究還採用了另外十三組獨立的大腦數據集,共1370位受試者的大腦數據,同時涵蓋安全感、情緒、酬賞、認知控制與社會認知等多個心理構念的獨立數據集,來進一步檢驗此信任大腦模型的收斂效度和區辨效度 (圖二)。本研究的結果顯示,此信任大腦模型與安全感密切相關,能正確的區分風險情境與安全情境的大腦反應。此外,此模型亦能正確的區辨負面情緒與正面情緒的大腦反應,支持過往研究中信任與背叛規避相關的假設 (圖二)。最後,此信任大腦模型無法準確區分酬賞與無酬賞的大腦反應。此結果顯示信任行為的核心驅動因素並非來自於酬賞,而可能是對於信任互惠的機率估計。此外,此信任大腦模型未能在認知控制、社會知覺及自我參照處理等獨立數據集中展現出區辨性,顯示這些歷程並非信任的核心心理歷程 (圖二)。以上的研究結果顯示,信任中的核心心理歷程是由安全感與背叛規避所構成,且並不包含酬賞或是其他心理歷程,這些都揭示了利用機器學習及神經計量學取向來解構複雜心理歷程的更多可能性。

圖二:信任的大腦預測模型的建構及區辨效度結果 (取自Chen et al., eLife, 2023)


本研究為信任的理論構建提供了新的證據,並指出信任的核心心理歷程在於安全感以及背叛規避,而非對酬賞的期待。此研究成果不僅能更進一步的對信任心理構念進行探討與解構,也可為未來解構其他複雜的心理過程提供了一個全新的研究取向。最後,本研究揭示了神經測量學在心理科學及神經科學研究中的應用價值,並展示了通過機器學習方法來建立大腦預測模型的可行性。隨著未來更多數據共享與分析技術的進步,此一取向將為心理科學與神經科學的研究帶來更多的創新突破。

參考文獻:Chen, P.-H. A., Fareri, D., Güroğlu, B., Delgado, M.R., & Chang, L. J. (2023) Towards a neurometric-based construct validity of trust. eLife. doi.org/10.7554/eLife.90096.1