研究揭示社会规范适应能力与其脑功能活动共享遗传基础并可预测抑郁程度

时间：2024-12-21

在人们的日常生活中，诸多行为和价值观构成了社会的稳固基石。互惠、团结、公平等社会规范，不仅深深植根于社会文化中，而且被证实具有显著的遗传性。这种遗传基础使社会规范能够代际相传，成为人们社会交往中不可或缺的一部分。其中，公平规范是最常见的社会规范之一，其宽松或严苛程度在不同情境下具有较大差异。个体能否适时调整心中的公平规范标准，对于适应环境具有至关重要的意义。例如，学会在必要时“低头”，接受看似不公平的待遇，有助于个体在不公平环境中积累资源，从而提高生存和发展的几率。尽管既往研究已经发现，社会规范服从本身及其神经基础具有遗传性，但是对于社会规范适应能力的遗传程度，我们仍知之甚少。因此，探究公平规范适应能力及其神经基础是否具有可遗传性、是否可预测心理健康状态，甚至三者是否共享遗传基础等问题，将有助于人们更深入地理解社会规范的进化机制，为个体适应环境、维持心理健康提供新的思路和方法。这些问题的答案，也有助于回答Science期刊在创刊125周年所提出的前25个重要科学问题之一：“人类的合作行为是如何进化的？”

为了探究上述问题，中国科学院心理研究所周媛研究员带领团队开展了系列研究。研究一招募了174名（87对）同性别双胞胎，在完成回应者版单轮匿名最后通牒博弈时进行了任务态功能磁共振扫描，并采集唾液样本进行了感兴趣位点的基因多态性检测，以确定公平规范学习能力及其相关脑活动的遗传度，并发现与其相关的基因多态性。研究二在8年后纵向追踪了研究一中122名双生子的抑郁症状以及心理适应能力，以探究公平规范适应能力能否预测长期的心理健康指标。由于多巴胺基因与适应能力密切相关，该研究重点探究了多巴胺基因多态性是否构成三者共同的遗传基础。

研究一首先使用计算模型来分离公平决策中的规范适应系统以及公平评估系统，并使用学习率来量化规范适应系统中对规范的适应能力，使用公平敏感度以及初始公平规范来共同量化公平评估系统中的规范严格程度。接着，综合采用行为遗传学、计算建模、基于模型的影像遗传学分析、影像转录组关联分析等多种方法进行数据分析。

图1. 研究框架图

单变量遗传分析显示，公平规范适应能力（36%）、初始公平水平（41%）以及公平敏感度（32%）都具有中等水平遗传度。规范适应系统与公平评估系统是两个相对独立的系统，拥有低表型相关且受到不同单核苷酸多态性调节：公平敏感度和初始公平规范同时受到多巴胺DRD2受体基因（rs1800497和rs2283265）以及色氨酸羟化酶基因TPH2（rs4570625）影响，而学习率仅受到前述两个DRD2受体基因影响。

对规范预期偏差相关脑活动的单变量遗传分析，可在全脑发现18个具有显著遗传度的脑区。进一步使用双变量遗传模型搜索与学习率同时具有显著表型相关与遗传相关的脑区，发现右侧前脑岛的脑功能活动和学习率表型相关显著，但遗传相关不显著；但辅助运动区/内侧额上回（SMA/mSFG）脑功能活动和学习率表型相关和遗传相关均显著，提示二者共享遗传基础。两个多巴胺DRD2受体基因多态性（rs1800497和rs2283265）同时影响学习率及SMA/mSFG对预期偏差的编码，表现为T等位基因携带者学习率更低、对预期偏差编码更弱。中介分析证实了SMA/mSFG对预期偏差的编码活动在多巴胺DRD2受体基因多态性与适应能力之间存在显著部分中介作用。

图2. 与学习率具有显著表型相关的脑区：（A）SMA/mSFG；（B）右侧前脑岛

基于Allen转录图谱的影像转录组关联分析发现，SMA/mSFG脑区TOP20高表达的KEGG通路与GO生物过程中，包含了多巴胺通路相关功能的基因，负责化学突触传递调制的基因，以及突触中的囊泡介导运输的基因，说明该脑区多个高表达基因可能和多巴胺通路有关。使用Metascape进行基因富集网络分析可视化，发现多巴胺通路相关功能基因位于网络的中心位置，证明了多巴胺通路相关基因在该脑区转录功能中处于核心位置。

图3. 影像转录组富集分析结果。（A）KEGG通路与GO生物过程富集分析；（B）Metascape基因富集网络分析可视化

研究二通过多水平线性模型分析，发现公平规范适应能力即学习率能够预测个体8年后的抑郁严重程度，边缘性显著预测认知灵活性和心理韧性。并且，公平规范适应能力与8年后抑郁严重程度具有遗传相关，公平规范适应能力在多巴胺DRD2基因多态性累加分数与8年后抑郁严重程度之间起到部分中介作用。

该研究首次揭示了遗传因素在社会规范适应及其脑功能活动中扮演着不可忽视的驱动角色，它赋予我们在瞬息万变的环境中迅速习得新规范的能力，维持更好的心理健康水平，从而增加生存上的优势。这些研究结果不仅为理解社会规范进化机制提供了新的见解，而且为早期识别抑郁高风险个体、及时实施针对性的干预措施以增强其社会适应能力并缓解抑郁症状提供了重要的理论指导。

该研究得到了科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目（2021ZD0200600）、国家自然科学基金（82171535, 72033006, 81771473, 32130045, 91432302）和中国科学院心理研究所揭榜挂帅项目的支持。

文章已在线发表于Advanced Science。心理所博士后金悦宁为第一作者，心理所研究员周媛为通讯作者，心理所博士研究生郑党（已毕业）、樊青晨、中丹学院硕士研究生王昌硕（已毕业）、心理所硕士研究生扈原源为论文共同作者。丹麦Aarhus大学Martin Dietz助理教授、心理所古若雷研究员、李新影研究员、陈杰副研究员对本文有重要贡献。

论文信息：

Jin, Y., Zheng, D., Gu, R., Fan, Q., Dietz, M., Wang, C., Li, X., Chen, J., Hu, Y., & Zhou, Y. Substantial Heritability Underlies Fairness Norm Adaptation Capability and its Neural Basis. Advanced Science, 2411070. https://doi.org/https://doi.org/10.1002/advs.202411070