社交中的默契奥秘：探索人际同步的循环式模型和神经基础

韩逸雪?卢克龙?刘燊

摘 要 同步性是社会交往中普遍存在的重要特征，人际同步以其独特的价值为个体发展、群体合作和社会进步作出了重要贡献。基于人际同步中不同的社会机制、心理过程和神经机制，构建了一个新的循环式人际同步综合模型，以揭示人际同步现象潜在的认知神经机制。人际同步研究中基于超扫描技术的研究范式主要用于联合行动、共同注意、交互式决策、情感交流和创造性问题五个领域。人际同步神经信号的变化已经被证实存在于右侧颞叶、额叶、左额下回等脑区，其中θ波、α和μ波在一定频率范围内变化明显。未来研究可以进一步探讨这些脑区内的信号对于人际同步现象潜在的认知神经机制的作用和影响。

关键词 人际同步；脑际同步；脑-脑耦合；超扫描；自我-他人重合理论

分类号 B849

DOI：10.16842/j.cnki.issn2095-5588.2024.04.006

1 人际同步概述

同步性是社会交往中普遍存在的重要特征，如鼓掌声逐渐重合（Heggli et al.， 2021）、与同伴步调趋于一致（Problovski et al.， 2021）、集体演奏时整齐合奏（Hu et al.， 2022）、狂欢舞者按同一节拍跳动（Basso et al.， 2021； Rennung & Gritz， 2016），这些都是同步性在社会生活中的具体表现。追根溯源，“同步性”源于希腊语“syn”，意指在同一时间发生（戴晓妍等， 2022）。而在科学研究中，这种两个及以上个体在时间上表现出行为重合的现象被称为人际同步（孙炳海等， 2018）。事实上，人际同步并非限于行为层面，还涉及神经、生理及情感等层面（Rennung & Gritz， 2016），而这种动作或者其他形式的共鸣通常被认为是人类关键的生存技能之一（Hu et al.， 2022）。例如，人际同步和运动协调能力的损伤与自闭症谱系障碍儿童运动控制能力的缺乏密切相关（Xavier et al.， 2018）。此外，人際神经同步信号的大小可以反映幸福感对于人际合作与社会互动的影响（Li et al.， 2022）。Wang等（2022a）的研究同样证实，人际神经同步能够展现出社会互动和社交活动中的脑信号变化。他们使用基于功能性近红外光谱成像的超扫描技术进行研究，结果发现，较近的空间距离和直接的凝视是积极的社交线索，能够使得相互作用的大脑保持一致，优化大脑间的信息传递从而增强大脑间的神经同步，这也揭示出潜在的多脑的神经关联性。

而在有关脑-脑耦合机制的研究中，人际神经同步被证实与基于皮肤电流反应的人际生理同步显著相关（Long et al.， 2022）。生理同步即研究个体在相互作用中如何共同调节生理机制，如有研究通过客观测量生理信号来探索心理咨询与治疗过程中微妙的心理过程（Kleinbub et al.， 2020）。一项基于C-FFuzzyEn的神经电生理信号同步性研究发现，癫痫患者在癫痫发作时脑同步程度增高（胡保华等， 2023），这一结果也表明生理同步与神经同步密不可分，结合神经同步与生理信号能够更为深入和科学地探索生理同步潜在的科学机制与意义。

除了神经同步和生理同步外，情感同步也是社会活动中出现频率较高的同步现象。情感同步不仅发生在人际关系中，还被用于人机交流情境。例如，Li和Hashimoto（2013）提出了一种基于人脸表情识别和人类情感同步的人与机器人之间自然舒适的通信系统，并发现人机交流中的情感同步可以提升人类的舒适感，进而使得机器人更容易为人类所接受。

除了研究类型不同外，人际同步也在社会发展中发挥了重要作用，有利于促进社会联系和推动社会进步（Bowsher-Murray et al.， 2022）。一项使用滑动窗口和K均值聚类获取脑间网络状态的研究表明，脑间网络状态与社会行为之间存在密切联系，社会交往中的创造性交流会使得神经网络更为活跃和紧密（Wang et al.， 2022b）。值得注意的是，这种积极的社会影响可能是由同步性引起的社会态度的变化所引发的，如互动个体之间相似感和隶属感的增加（Rabinowitch & Knafo-Noam， 2015）。而作为社会互动与交往的重要组成部分，人际同步与亲社会行为之间同样存在密切关联。研究发现，与他人的同步运动能够增加个体的亲社会行为和倾向（McNaughton & Redcay， 2020），如移情（Koehne et al.， 2016）、积极评价（Ye et al.， 2020）、亲近感（Tarr et al.， 2016）等，这被称为人际同步的亲社会效应（Hu et al.， 2022）。不仅是成人，该效应在儿童群体中也同样得到了验证。研究表明，短时间的同步击鼓可以增强4岁儿童与同伴之间的合作，增进8～9岁儿童之间的亲密感和相似性（张琳琳等， 2022）。

人际同步不仅对于个体的行为发展有重要影响，在群体合作与竞争中也具有重要意义。与同伴的同步互动增加会促进积极感受的产生，尤其是在团队中，能够提升对于团队成员的认同感和信任度（Melton et al.， 2022），从而推动群体内部的有效合作。此外，无论是自发的还是有意的同步行为，这种积极感受的增加都被证实的确存在（Bowsher-Murray et al.， 2022）。另外，无论是双人同步还是大规模的群体同步都可以促进合作行为，而这种促进既存在于合作的实验范式（如囚徒困境）中，也发生在众多真实的合作情境中（马昕玥， 崔丽莹， 2022）。不仅如此，人际同步的缺乏还被认为与社会认知缺陷有关（Problovski et al.， 2021），如自闭症谱系障碍（Bowsher-Murray et al.， 2022； McNaughton & Redcay， 2020）、精神分裂症（Lozano-Goupil et al.， 2022）等。

综上所述，人际同步以其独特的价值为个体发展、群体合作和社会进步均作出了重要贡献。目前关于人际同步的研究大多集中于其对于个体心理与行为或者社会发展的影响上，缺乏对于人际同步理论基础和认知神经机制的系统探索。尤其是目前关于人际同步理论基础的观点多样且分散，缺乏系统的梳理和整合。此外，早期的研究主要关注社会互动中的行为同步现象。尽管获得了一些重要的发现，但却无法揭示人际行为同步现象潜在的神经机制，也难以研究真实的、自然情境中的社会互动现象。而人际脑同步的相关研究，尤其是基于超扫描技术的人际脑同步研究则在一定程度上弥补了人际行为同步研究中的诸多局限。基于此，本文立足人际行为同步和人际脑同步，梳理和建构人际同步现象的理论基础模型，并揭示人际同步现象潜在的认知神经机制，从而给后续人际同步在真实场景中的发展和应用提供结合心理学、生物学、神经科学等多学科视角的综合模型。

2 从人际行为同步到人际脑同步

鉴于人际同步内容的多样性，研究者们根据不同的标准对于人际同步进行了多种形式的分类。但就人际同步相关研究的发展趋势和研究脉络来看，人际同步研究主要涉及人际行为同步和人际脑同步两个方面。早期的研究着眼于社会互动中的行为同步现象，采用主观评估和科学测量相结合的方法开展研究。随着技术的成熟和进步，行为测量的方法已经逐渐科学化，但研究者们仍局限于行为层面的探讨。由于外部的行为同步无法揭示内在的认知神经机制，且难以测量自然情境中的社会互动现象，本研究则集中关注基于超扫描技术的人际脑同步。

2.1 人际同步分类

人际同步涉及行为、生理、神经等多个层面，由此，不同的研究者按照不同的标准对于人际同步开展了研究，并获得了如表1所示的分类。

根据同步对象数量的不同，孙炳海等（2018）将人际同步分为管弦乐式同步、相互同步和单向同步。管弦乐式同步是与外界刺激相一致的同步，如众多演奏者在管弦乐演奏时都跟随指挥者的节奏，从而实现个体间的同步；相互同步是指同步双方通过互动各自调整，有意识地保持与对方同步；单向同步则是同步者单方面主动调整，从而使得自己的行为与参照者达到同步。

根据刺激来源的不同，人际同步可以分为互动同步、诱发同步、驱动同步和巧合同步。互动同步是指两个系统之间通过相互作用和协调达到平衡状态，从而实现同步，不是由外部刺激所致。诱发同步则是指两个系统在受到相同的外部刺激后实现同步。驱动同步则主要强调两个系统之间的从属关系，即一个系统受到另一个系统的稳定驱动而实现同步。巧合同步是指在两个系统之间在没有任何形式互动的情况下，因其固有频率相同而产生的同步，可能是某种潜在的心理因素导致，也可能是一种纯粹的“伪同步”现象（王益文等， 2021）。

根据同步表现形式的不同，McNaughton和Redcay （2020）将人际同步分为运动同步、会话同步、生理同步和神经同步。运动同步，即个体在社会交往中与时间和形式对齐的运动。而会话同步则是指会话过程中产生的语言同步，通常被置于会话发生的语言和概念对齐的背景中研究，这种会话同步被认為与人际交往的联系与促进有关（McNaughton & Redcay， 2020）。生理同步是指多个个体在人际互动过程中所表现出的生理过程的协同现象（Mayo et al.， 2021），如心跳同步、呼吸节奏同步等。由于具备低成本和高精确性的优势，基于针对外泌汗腺活动性测量的皮肤电同步（Chatel-Goldman et al.， 2014）和采用心电描记术与光学体积描记术的心率同步（Ferrer & Helm， 2013； Montague et al.， 2014）等受到众多研究者的关注。神经同步是指相互作用的个体之间大脑活动的对齐（McNaughton & Redcay， 2020），目前通常采用神经影像技术进行研究。在超扫描研究中，神经同步表现为来自不同大脑或者大脑内不同脑区的信号在频率、相位、波幅等特征上表现一致（王益文等， 2021）。戴晓妍等（2022）提出的分类与McNaughton和Redcay （2020）所提出的较为相似，但更为简洁，他们将人际同步分为非言语同步、生理同步和人际脑同步。

通过基于不同视角和不同性质对人际同步进行的分类，不难发现，研究者的关注点由同步对象逐渐演变为同步本身的特征，并重点探索和整合同步现象背后潜在的机制和数字化方法。而综合上述对人际同步的分类和已有研究的发展脉络可以发现，人际同步研究呈现出从早期集中于人际行为同步到当前重点关注人际脑同步的发展趋势。

2.2 人际行为同步

鉴于行为具有外显性和直观性，早期的研究聚焦于人际行为同步，如走路过程中步调自发一致（Sylos-Labini， 2018）、寺庙中祈祷者同步鞠躬（Rennung & Gritz， 2016）等。另一项研究则集中于行为同步中的时间分析，在针对讲笑话任务的时间序列分析中，言语者和聆听者的动作存在相位同步（Schmidt et al.， 2014）。

但现有的研究外部人际行为同步的技术无法揭示人际脑同步潜在的认知神经机制，且难以量化自然情境中的社会互动现象。即使采用不断更迭升级的数字化技术，所获得的数据也无法揭示与阐明同步背后真正的因果关系和底层逻辑。而随着认知神经科学技术的发展，采用认知神经科学手段探索认知神经过程能够深入了解感知运动、信息交流、社会决策等方面的脑际认知同步过程，且真正实现了对“在线式”交互的测量（刘燊， 甘烨彤， 2022）。因此，采用基于多种技术的超扫描来研究人际同步成为了当前研究的前沿与热点。

2.3 基于超扫描技术的人际脑同步研究

人际脑同步是指互动个体之间大脑活动的同步性（即脑间同步），具体是指在大脑信号的激活水平、成分、时间、空间、频率、相位等维度上计算个体间大脑活动变化的关联性（李先春， 2018）。在人际脑同步研究中，“脑际同步”和“脑际相干”密不可分。其中，脑际同步是一种现象，而脑际相干则是量化该现象的一种算法。尽管两者并不相同，但实际上现有的研究往往将两者混为一谈，统称为“同步”（刘燊， 甘烨彤， 2022）。

囿于研究逻辑、理论框架和研究技术的限制，早期的人际脑同步研究主要采用离线式实验方法，如测试人与电脑交互过程中的脑电活动、人与人交互时，只记录一个人的大脑活动或者记录两个人并未进行实时交互的大脑活动（王益文等， 2021）。然而，人类的社会互动大多是实时的和自然发生的（刘燊， 甘烨彤， 2022）。因此，当前对于社会互动中大脑机制的研究正在经历范式转变，关注重点从单个个体转向多个个体之间的实时互动（刘燊， 2020； Pan et al.， 2021）。除此之外，鉴于社会互动涉及多人参与这一本质，传统的单人神经成像范式已经无法满足进一步探索认知神经机制的需要（卑力添等， 2019），由此，超扫描技术应运而生。超扫描是指借助神经影像学技术同时记录共同完成某一认知活动的多个大脑活动的技术，可用于分析大脑信号之间的相似性、相关性、相干性和因果关系等（刘燊， 甘烨彤， 2022）。人际脑同步领域的超扫描研究主要使用脑电图（EEG）、功能性磁共振成像（fMRI）、功能性近红外光谱技术（fNIRS）等技术同时记录处于互动过程中的多个个体的大脑活动，并探究脑活动之间的关联性与差异性。

3 人际同步的理论基础

基于针对人际同步过程的分析，已有的研究分别从不同的角度提出了六种关于人际同步的理论基础模型或者假设，以解释人际同步潜在的心理机制。本文在这些模型的基础上，结合人际同步的理论基础和神经机制的相关研究，创新性地提出了一个循环式的人际同步综合模型，该模型考虑了人际同步的不同社会机制、心理过程和神经机制的影响，构建出一个新的人际同步理论模型。

3.1 社会认知的双重机制假设

根据神经科学领域关于社会认知的研究发现和理论假设，Muthukumaraswamy和Johnson（2007）提出了社会认知的双重机制假说，即镜像神经系统假说和心理理论。镜像神经系统假说源于一项特殊的脑部神经元发现——恒河猴脑中的F5区镜像神经元，在猴子自己做出某一特定动作或者观察其他个体执行相同动作时，这种神经元会产生放电现象（Rizzolatti et al.， 1996）。后来，神经科学家们通过脑成像技术，发现人脑中也存在功能相同或者相似的脑区，即镜像神经元系统。研究者认为，镜像神经元系统通过匹配动作知觉和动作执行，可以使得观察者由知觉他人行为而产生对他人动作的具身模拟。但这样的系统无法解释所有的情况，由此便出现了社会认知双重机制假说的第二套机制——心理理论（张曼， 刘欢欢， 2018）。心理理论由Premack和Woodruff （1978）首次提出，认为个体可以通过社会认知能力推测他人言行背后的心理活动，并据此解释和预测他人的言行。社会认知的双重机制假设立足于神经科学领域一系列重要的研究发现，具有一定的说服力。但这种假设仍然存在局限，如始终关注个体的神经系统和认知功能，而忽略了人际互动现象是一种交互情境，社会因素和情境因素等也会在其中发挥重要作用。

3.2 自我-他人重合理论

自我-他人重合理论由Aron等（1991）在研究亲密关系时首次提出，是自我与他人之间感知到的心理亲密程度的指标，可以用于描述一个人与父母、朋友、恋人、熟人及陌生人的关系（Meng et al.， 2022）。Hurley（2008）在构建共享神经回路模型时提出，人际同步以对于同伴行为的预测和自我-他人重合为依据和基础。Ioerger等（2019）也指出，自我-他人重合度在人际同步中发挥着重要作用，当人们主观上感觉到与某人有联系以及当他们与某人接触的频率增加时，自我-他人重合度便会提升，同时双方的亲密度也会加剧。更高水平的重叠表示与目标的亲密度和联系更强，而这种亲密度正是推动个体行为同步增强的重要原因。不仅如此，由于个体在社会资源分配中会经历从以自我为中心到以他人为中心的转变，这种重叠还可以用于解释同步对于亲社会行为的影响（Feng et al.， 2020）。自我-他人重合理论从个体社会互动和主观情感的角度解释同步现象，辅以少量的实证研究为支撑。但该理论视角较为单一，只表明同步现象中一部分的社会因素会发挥影响但未揭示其本质，因而无法解释人际同步现象潜在的认知神经机制。

3.3 共享意图理论

人们能够通过调节自己的行为配合他人，以增加彼此的默契度和亲程度，这种能力被称为共享意图。共享意图是指两个或者两个以上的个体通过协调自己的行为实现共同的目标（孙炳海等， 2018）。当个体在执行需要完成同步行为的任务时，会自发地协调自身行为以确保联合行动的顺利实施。同时，经过自我-他人重合后的共享意图可以预测合作行为和同情心（Hu et al.， 2017），甚至可以通过调节共享意图增强人际同步引发的亲社会倾向和行为意向（Hu et al.， 2022）。在共享意图期间，人们在空间和时间上同步行动，以引发环境的变化。而这种复杂的技能依赖于共享表征、预测行为和整合他人预测行为的能力（Fishburn et al.， 2018）。共享意图在促进群体同步合作中也发挥着重要作用，与共享意图相结合的同步比没有共享意图的同步运动更能够激发群体合作（Hu et al.， 2022）。共享意图理论揭示了个体间协调行为对于同步的重要作用，但它仅从个体社会互动的视角分析了人际同步行为，而忽略了其他因素如神经指标、群体因素等的作用，因此只能够解释人际同步的部分内在心理机制。

3.4 联盟信号理论

Hagen和Bryant（2003）指出，人们能够在没有血缘关系的情况下在群体之间形成一种独特的社会组织形式，即以音乐和舞蹈为基础的合作联盟。这是由于音乐和舞蹈已经演变为一种特殊的联盟信号系统，这就是最早的联盟信号理论。联盟信号理论是指基于共同目标产生的同步行为会衍生为联盟的信号，并使得组织成员达成高度协作和配合（孙炳海等， 2018）。一项有关言语同步的研究表明，人类将说话的节奏视为言语者之间合作的信号，而这种信号或许就能够让人们传递和感知联盟信息，并评价人类祖先在社会群體中的合作活动（Polyanskaya et al.， 2019），该发现为联盟信号理论提供了一定的参考与支持。联盟信号理论为探索同步对于合作行为的提升提供了独特的视角，但相关的理论支撑和实证研究尚不充分，且该理论没有全面考虑人际同步的外部影响因素和内在发生机制，视角较为单一。

3.5 合作增强模型

基于节奏行为同步和合作关系的系列研究发现，Reddish等（2013）提出了合作增强模型。他们认为，为了达到运动协调的共同目标，个体会对于其他参与者的运动产生更多的关注。当个体间的共同目标和同步性相结合时，感知同步性会进一步加强。而当共同目标存在时，感知同步提供了执行同步任务时成功合作的即时反馈。成功合作的感觉会营造出一种团结和凝聚的文化氛围，使得参与者感受到更大的信心，并在未来的互动中表现出更强有力的合作。合作增强模型通过实证研究和模型假设相结合的形式展现了同步中的群体合作过程，但现阶段有关合作增强模型的证据还较少，且实证研究和模型假设皆关注人际同步的社会互动层面，没有探索内在的心理机制和神经机制。

3.6 集体沸腾模型

埃米尔·涂尔干（Emile Durkheim）指出，集体沸腾是人类基本成就的最终源泉、日常生活的道德秩序和使得科学成为可能的世界分类（Kearney， 2018）。集体沸腾是在参与集体仪式期间发生的个体之间情感同步和强化的过程，是集体行为的核心组成部分（Pizarro et al.， 2022）。集体沸腾能够唤起个体的群体身份意识（马昕玥， 崔丽莹， 2022），也可以产生创造力、自尊和道德，甚至同步的心率（Kearney， 2018）。尽管集体沸腾模型似乎揭示了同步行为总发生在集体仪式的原因，但它并未解释同步现象，甚至缺乏关于集体沸腾模型和人际同步的实证研究，因此只是展现了通过集体氛围影响个体情绪这一路径来思考人际同步现象的一种可能，缺少相关的证据和支撑。

上述六种模型既存在区别又有一些内在联系。例如，社会认知的双重机制假说着眼于同步的神经基础，自我-他人重合理论和共享意向理论则重点关注同步的内在心理机制，而联盟信号理论、合作加强模型和集体沸腾模型则重视群体因素的关键作用。

同时，不同理论之间有一些共同的关注点。自我-他人重合理论和社会认知的双重机制假设都关注个体在社会互动中的角色。社会认知的双重机制假设基于神经科学领域的系列研究发现，重点关注个体的神经系统和认知功能。与其他模型相比，该模型更多关注个体水平。其局限性则体现在过于强调个体层面，而未充分考虑社会互动的交互情境和社会因素的作用。自我-他人重合理论则是从个体社会互动和主观情感的角度解释同步现象。与社会认知的双重机制假设相比，该理论更注重主观感受和情感。

不仅如此，合作增强模型和联盟信号理论均强调合作，尤其是群体合作的重要性。联盟信号理论提供了同步影响合作行为的独特视角，但缺乏理论支撑和实证研究，没有全面考虑人际同步的外部影响因素和内在发生机制。合作增强模型则通过实证研究和模型假设展现了同步中的群体合作过程，但缺乏对于内在心理机制和神经机制的深入探索。

上述六种模型分别以不同的视角对于人际同步可能的理论展开研究，但每种理论都只展现了人际同步的一个或者几个影响因素，并未进行充分和全面的整合。不仅如此，六种模型都未讨论和分析人际同步的脑间同步指标和潜在的神经机制。李先春（2018）指出，在信息传递的过程中，发送者与接收者在行为上的协调伴随着脑-脑耦合的产生。对于发送者动作、感知觉或者情绪变化的觉察可以诱发接收者产生相应的脑网络激活水平的变化，这种现象被称为替代激活。而只有当发送者具有与接收者相同或者相似的机体时，接收者的替代激活模式才会与发送者的激活模式相似，进而产生显著的脑-脑耦合现象。

据此，本文在上述六种模型的基础上，整合并构建了循环式人际同步综合模型（见图1）。

第一，根据该模型，个体社会交往的需要和社会生活中無意识的协调和平衡行为会引发个体的互动式学习。通过这种互动式学习，个体与其他社会成员进行沟通交流并交换信息，从而建立社会沟通系统。社会沟通系统的建立使得社会互动系统化并增加了互动次数，提高了个体间的熟悉度和亲密感，并由此诱发了社会成员间的同伴相似行为倾向。

第二，成员行为趋于一致，并产生替代激活或者更为复杂模式的激活，引起脑-脑耦合。在耦合现象出现后，群体内的小范围同步行为将衍生出联盟信号，促进群体内部的团结协作。

第三，高度协作的团体氛围会使得个体产生积极情绪和身份认同，最终产生群体内部大范围甚至全范围的人际同步现象。

第四，人际同步现象满足了个体社会交往的需要。人际同步现象引发了大脑信号相位和频率的变化，激活了同伴间相同的神经系统，可能会引发更多的无意识协调和平衡行为，最终形成循环式人际同步综合模型。

第五，个体的单个大脑与群体的多个大脑通过认知和身体层面与环境和社会交互，最终实现现实情境中的自我与他人之间的同步现象和互动行为。

综上所述，循环式人际同步综合模型着眼于个体的社会互动和交往需求，深入探索潜在的神经机制和生理变化。与已有的模型相比，循环式人际同步综合模型克服了视角单一、组成元素缺乏的问题，从个体、社会、合作及神经机制等多角度综合地全面地整合和分析了人际同步的机制。

但循环式人际同步综合模型仍然需要更多的实证研究验证，因此未来的研究还需要深入探索上述模型中不同的神经机制和理论要素。

4 人际同步的研究范式

近些年，对于人际同步中社会互动的研究已经从简单的模仿互动拓展到复杂的情感交流（Liu et al.， 2018），基于此，研究者们建构了不同的研究范式。其中，超扫描范式能够为模型提供来自行为和神经的双重证据，因此本文主要介绍相关的超扫描研究范式。参考已有研究（Liu et al.， 2018），基于实验设计和实验内容，本文总结了超扫描研究的五种主要范式，通过它们可以开展对于循环式人际同步综合模型的实证研究。

4.1 联合行动的脑间活动研究范式

近年来，随着超扫描技术和其他神经科学技术的快速发展，有研究者使用齐步走任务（Scanlon et al.， 2022）、手指同步任务（Harry et al.， 2023）、合作任务（Zhao et al.， 2022）、音乐节奏同步任务（Zamm et al.， 2021）等范式探索人际同步的认知神经机制，这些都与联合行动有关。

Cheng（2020）等设计出一个新的齐步走范式，通过分离明确的口头交流和隐性的身体协调，使得被试进行沉默的成对步行，以更为集中地探索联合行动中步伐同步的作用与机制。另一项研究则通过手指敲击与计算机控制的听觉序列同步任务，探索行为表现中具有个体差异的大脑功能连接模式。结果表明，这种手指同步能够引起中枢区域调节大脑静息状态的网络内部的功能连接，以及与额外的感觉运动区域和皮层下结构之间的连接，从而支持了自我与他人的联合行动（Harry et al.， 2023）。手指同步范式还被用于研究神经分裂症患者的异常非言语行为（Lozano-Goupil et al.， 2022）。

综上所述，联合行动的脑间活动研究范式逐渐采用更为自然化和生活化的方法，追求贴近自然社会情境中互动的真实感。同时，联合行动多采用行动同步的指标，将人际行为同步与人际脑同步有机结合，提高了研究范式的全面性和严谨性。

4.2 共同注意的脑间活动研究范式

在社交信号中，非语言信号被认为是交流意图的关键视觉线索（Jahng et al.， 2017）。而在交流过程中，人们分享彼此相同的视角的现象被称为共同注意（Shteynberg， 2018）。从生命早期开始，婴儿就在生理层面上产生了基于与他人的共同注意的同步，该过程也被认为是社会联系和群体凝聚力的基础。例如，当他们的瞳孔因观察到另一个瞳孔扩张的人而扩张时，即展现出这种同步性，这种现象被称为“瞳孔传染”（Fawcett， 2022）。

根据动态神经耦合假说，共享的交互行为可以由跨脑信号一致性表示。为了验证该假设，Noah等（2020）将动态视频中类似人的眼神凝视和真实情景下人类参与者之间的眼神接触进行对比，结果发现，在真实的眼对眼情况下，角回内信号的跨脑连贯性增加，右颞顶叶交界处的神经活动增加。Dravida（2020）等则使用一个新颖的双人联合注意力任务进行研究，结果发现，眼神交流频率调节了共同注意活动，表明眼神交流更多的伴侣拥有更高水平的视觉区域和社交活动。

与联合行动范式不同，共同注意的脑间活动研究范式重点强调同步过程中的非言语信号和内在心理机制与脑间活动的联系，多使用眼神接触或者眼神互动的形式进行研究。而共同注意的集中程度已经被证实受到眼神交流的影响甚至调节，这有助于后续的研究找到探索共同注意范式的方向和侧重点。

4.3 交互式决策的脑间活动研究范式

交互式决策是指在交互任务中，根据同伴的先行决策行为和其他社会线索进行选择的动态过程。真实生活中的决策总是需要交互个体之间较高程度的认知参与（Liu et al.， 2018）。借助超扫描技术，在游戏情境中进行的一系列研究为交互式决策的脑间活动研究范式提供了丰富的证据。例如，在“剪刀石头布”游戏的半计算机化版本中，Kayhan（2022）等研究了游戏时的人际神经同步情况，结果发现，只有在类似现实情境的自然条件中，被试的人际神经同步才会增强。由此证明，神经同步性可能取决于自然情境下的人际交流，而非明确的预测策略。另一项研究则使用经典的运动感应网球游戏，在同一生态范式下研究了合作和竞争的神经相关性。在广泛的大脑区域，合作在δ和θ波段与脑间振幅呈正相关，而竞争在α和β波段的活动与枕叶脑间振幅呈负相关。该结果表明，在探索生态环境中社会互动的神经基础时采用脑间活动视角的重要性（Liu et al.， 2021）。成晓君等（2022）采用社会决策的自适应范式探究共享式联合决策的结果，证实了共享决策的结果可以提升新手在互动决策中的获益。同时发现，额叶的人际同步可能是一种潜在的大脑机制。

在交互式决策的脑间活动研究范式中，研究者多采用游戏情境从而使得被试在沉浸游戏环节时最大程度地进行自然的社会互动。同时，这种交互式决策活动涉及博弈行为、社会认知和逻辑思维能力，极大地提升了脑间活动的活跃性和心理机制的复杂性，从而为人际脑同步提供了多样化的研究视角。

4.4 情感交流的脑间活动研究范式

社会互动促进了个体之间信息的交流，这种隐含的或者潜意识的线索共享在情感交流方面至关重要，可以提升对于他人情感状态的了解，能够为未来的互动交流提供导向（Sterley & Bains， 2021）。愛是人类已知的最深刻的情感之一， 一段令人满意的亲密关系可以预测心理健康和身体健康（Liu et al.， 2019）。因此，众多的研究者关注亲密关系中情感的脑间活动。Zhang（2023）等着眼于悲伤情绪的调节对维持情侣之间的浪漫关系的重要性。他们招募异性情侣被试与陌生人被试观看悲伤或者中性视频，同时用调节器调节视频的悲伤程度，并收集了基于fNIRS的超扫描数据。最终发现，情感参与和认知参与激活了情侣间的情感纽带，其中，认知参与在调节女性的悲伤情绪方面更有效，表明夫妇认知和情感的悲伤调节存在不同的神经模式。

为了解决运动同步性是如何被文化熟悉度和个人音乐偏好所调节的问题，Stupacher（2020）等以社交互动中的情感方面为切入点，发现音乐提供的社会环境可以通过增强情感方面的自我-他人重叠以增强人际亲密度，甚至影响动作同步性对于社会关系的影响。Reindl（2018）等则聚焦于亲子同步中的情绪和情感交流，通过测量孩子与父母（主要是母亲）以及一个成年陌生人玩合作和竞争游戏时前额叶的神经活动，发现脑间同步可能表征了父母和孩子之间情感联系的潜在神经机制，并与孩子适应性情绪的调节有关。

值得注意的是，情感交流的脑间活动研究范式主要集中于社会互动中的情绪调节。人际同步不仅可以从个体的行为层面和内在神经机制层面影响日常生活，而且对于情绪和情感交流发挥着重要的调节作用和调控功能，有助于维持个体的稳定性。

4.5 创造性问题的脑间活动研究范式

创造力是指一种提出原创和有价值的解决方案的能力，有助于人们打破已有的方式，开发非传统的替代方案。某些大脑区域已经被发现与创造力有关，如外侧前额叶皮层、顶叶下叶、脑岛、纹状体等（Szakács & Janka， 2023）。研究创造性问题的脑间活动有助于提高创造力水平和创新性思维。Lu等（2019）关注不同的反馈如何影响团队的创造性表现，通过测量两个陌生人共同完成一项创造性任务时的神经指标后发现，无反馈促进了集体灵活性，正反馈则促进了人际互动，这两种反馈条件均有利于群体的创造性表现。Duan（2022）等研究情侣在解决群体创造性任务时的表现，在现实问题（Realistic Presented Problems， RPP）任务中同时测量情侣两人组和陌生人（异性恋）二人组的人际大脑同步。结果发现，情侣两人组的独创性和流利性显著高于陌生人两人组。当情人组解决RPP任务时，在额顶叶皮层和右颞顶叶交界处观察到人际大脑同步显著增加，这也成为浪漫关系如何影响创造力的首个认知神经科学证据。Lu（2021）等以群体教育多样性对于群体创造力影响的人际神经相关性为切入点，要求被试解决两个问题，要么需要创造力（替代用途任务）、要么不需要创造力（对象特征任务）。通过fNIRS同时记录每组中成对被试的神经反应，结果发现，尽管较高的教育多样性有利于增强认知灵活性，但并不一定会带来更高的创造力和更好的创新思维。

在创造性问题的脑间活动研究范式中，研究者多通过不同的创造性任务范式使得被试在实验过程中启动创造性思维，在完成任务与解决问题的过程中展现创造力水平。使用多样化创造性任务的实证研究增加，与创造力思维相关的脑区也更加清晰和明确，这有助于推动社会互动情境和团体创造任务中创造力水平的精准测量和创新思维的显著提高。

5 人际同步的神经科学基础

尽管已有较多研究采用超扫描技术探索人际同步，但目前尚未有论述将不同神经科学技术所产生的特异指标加以整合和总结。因此，本文通过梳理和分析EEG、fNIRS、fMRI等技术中测量人际同步出现的诱发特异的神经科学指标，试图明晰人际同步背后的神经生理机制。

5.1 基于EEG的神经科学指标

使用EEG同时记录多个大脑的活动，即针对社会互动进行的超扫描研究，使得脑间耦合（inter-brain coupling， IBC）被发现。脑间耦合是人与人之间的神经同步，是社会互动的标志（Moreau et al.， 2022）。脑间耦合主要使用相位同步指标测量，如相位锁定值（phase-locking value， PLV）（Chen et al.， 2022）、锁相指数（phase lag index， PLI）（Li et al.， 2023）和偏定向相干（partial directed coherence， PDC）（Angulo-Sherman et al.， 2022）。在已有研究中，基于EEG技術的脑间耦合已经在不同的频带上被观察到，包括4到7赫兹范围内的θ波、8到13赫兹范围内的α或者μ波以及大于30赫兹范围内的γ波（Moreau et al.， 2022）。Rosso（2022）等在手指敲击任务中进行双人脑电记录，结果发现了一个在β范围内（大约20赫兹）的振荡，并发现β功率的周期性波动是倒数运动周期的函数。进一步的分析表明，周期性β功率调制可能是人际同步的一个关键机制，或许能够导向耦合个体之间的相互预测，最终导致时间的共同调节和明显的相互适应。Scanlon（2022）等着眼于行走同步中的α-μ（7.5到12.5赫兹）和β（16到32赫兹）节律，结果表明，与自然行走条件相比，在行走同步条件下，右顶叶通道（C4， C6， CP4， CP6）α-μ和中央通道（C1， CZ， C2）β功率从基线被抑制。值得注意的是，它也为意向性同步使用与社会互动相关的系统以及中枢运动系统提供了证据。这些发现能够帮助更好地探究社会同步和社会互动，同时为不同脑电波影响和导向人际互动的机制提供了一定的理论基础。

5.2 基于fNIRS技术的神经科学指标

He（2023）等采用领导者-追随者范式，通过分析脑电活动发现，在紧急领导状态下，领导者-追随者的人际脑同步增量在右角回、右角回和右边缘上回之间以及右颞中回和右运动皮层之间的水平显著增高。这一结果表明，在紧急领导情境下，特定脑区之间的人际脑同步显著增强，可能与协调行动和决策过程相关。然而，不仅是在不同情境下，任务的类型同样彰显了人际脑同步的负责性与重要性。Lu（2023）等发现，在完成一项创造性任务（替代用途任务）和对比任务（目标特征任务）时，高创造性组左额下回和右运动皮层之间的人际脑同步提高，同时右颞上回的节点增强，而右角回和右颞上回之间的人际功能连接下降，以及左额下回和右角回之间的人际脑同步下降。该发现证实了高创造性可能涉及额叶、颞叶和顶叶内各区域之间复杂的神经耦合特征，强调了创造性任务与大脑网络协同作用的复杂性。一项元分析研究表明，涉及的13项基于fNIRS的研究均在前额叶皮层观察到了显著的脑间同步，这也支持了额叶和颞顶区域的脑间同步在人际合作中的重要性（Czeszumski et al.， 2022）。而另一项运用多模态数据融合方法的研究同样证实，右侧颞顶叶交界处和左侧腹侧前额叶皮层的人际神经同步具有强大的大脑区域相关性。除此之外，在分子和遗传水平上，研究者发现人际神经同步与神经元回路、长期发育基因表达模式和神经发育障碍有关，这为人际脑同步提供了新的可检验的假设，强调了其在神经发育和功能异常方面的潜在作用（Lotter et al.， 2023）。这些发现揭示了人际脑同步在不同认知和社会情境下的多样性，为深入理解人际交往和大脑功能提供了重要线索。明确不同脑区在不同类型任务中的作用有利于提升不同任务的工作效率和完成时间，同时推动研究人际同步活动对大脑发展的重要影响。

5.3 基于fMRI技术的神经科学指标

神经振荡是大脑的基本机制，能够使得不同大脑区域在感知和认知过程中协调活动。一项同时采用EEG和fMRI采集脑信号的研究表明，基于γ振荡同步的大脑连接反映在fMRI连接方式中（Leicht et al.， 2021）。这表明，神经振荡是神经网络协同活动的关键机制之一。Hirsch（2021）等关注两个人面对面对话的神经相关性，具体而言包括双侧背外侧前额叶皮层、左侧缘上回、角回和颞上回在内的额顶叶系统在两人产生分歧期间说话时表现出的活动增加。相较而言，在协商阶段交谈的特点是注意力网络的活动增加，涉及右侧缘上回、双侧额眼区和左侧额脑区。此外，在达成一致的过程中，这些社交和视觉注意力网络在大脑中的同步性高于不一致的情况。这一结果突显了神经振荡在社交互动中的动态变化，为理解人际交往中的神经机制提供了重要线索。值得注意的是，另一项研究也证实了前额叶皮层中神经活动的重要性，他们在专家师生组左侧背外侧前额叶皮层中检测到人际大脑同步的增加，而新手师生组则没有，这为人际脑同步能够作为职业熟练度的指标提供了依据（Sun et al.， 2020）。不仅如此，该结果还强调了神经振荡在不同认知和社交场景中的多面性作用。综合而言，这些研究揭示了神经振荡在人际交往和认知过程中的关键作用，有助于深入了解大脑在社交互动中的动态变化。

不同的超扫描技术所诱发的特异的神经指标各不相同，这囿于技术本身的限制。EEG是从头皮表面记录大脑自发或者人类操纵的具有特殊心理意义的刺激而诱发的相关脑电位活动。fNIRS则是通过测量射入大脑的近红外光的衰减变化，推断出大脑认知神经活动脑区中氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的浓度变化，进而获取大脑认知神经活动的机制。EEG的局限在于空间分辨率低，由于电极测量大脑表面的电活动，很难知道信号是在表面附近（在皮质中）还是在更深的区域，无法精准确定脑区。而fNIRS的空间分辨率比脑电高，脑区定位方面更有优势，且具有便携性和伪影干扰小的优点。fMRI则可以实时跟踪信号的变化，同时便于定位全脑。但对于具体脑区的深度探索尚不完善，且时间分辨率低、生态效度较低、成本较高。

结合已有研究中的神经科学指标，本文深入探索了循环式的人际同步综合模型中脑信号相位和频率的变化。综合现有的研究结果来看，人际同步的脑信号变化已经被证实存在于右侧颞叶、额叶、左额下回等脑区，其中θ波、α和μ波在一定波段范围内的变化明显。因此对于循环式的人际同步综合模型中的脑信号变化激活同伴间同一神经系统这一现象，后续研究可以侧重于进一步具体探索右侧颞叶、额叶、左额下回等脑区内的信号是否实现了对于同伴间同一神经系统激活的检验和证实。

6 已有研究的局限与未来研究的展望

尽管通过采用新兴的研究范式与神经指标，人际同步研究取得了重要的进展和技术突破，但日常生活中社会互动的复杂性给后续的研究带来了极大的挑战和改善的空间。就目前而言，人际同步研究尚存在如下局限：

第一，现有的人际同步理论基础模型较为单一，没有全面综合地考虑多种因素如神经机制、个体差异和社会文化因素等，因此模型的科学性和实用性有待提高。未来对于人际同步理论模型的建立，要全方位考虑人际同步的潜在机制和多种影响因素，结合生物学、神经科学、心理学和社会学等多学科的研究发现，构建尽可能完善的人际同步理论模型。

第二，缺少基于已有的人际同步神经机制和理论基础的实证研究，提出神经机制和理论基础的假设和推论是一个可能的方向，而实际的证明则需要大量的实证研究。没有实证研究的理论只会是空中楼阁，缺乏真实性和严谨性。因此，未来的人际同步研究需要验证与修正已有的理论和机制，通过实证研究进一步提升理论的正确性和科学性。

第三，目前大多数的人际同步研究仍然是在实验室情境中开展，对于真实情境中人际同步的探索则较少。社会互动大多处于自然的、实时的情境中，因此人际同步现象的测量与检验应当在自然交互的真实情境中开展。未来的人际同步研究应当走出实验室，在自然交互的情境中尽可能多地测量多人而不仅仅是双人的交互。

第四，缺乏对于实际应用情景的深入研究。研究人际同步现象要服务于提升实际情景中的社会联系和社会交往活动，已有研究关注从神经生理层面刻画教育活动的人际互动模式和动态性（成晓君等， 2021）。未来的研究应当着眼于实际情境，如运动赛事和心理咨询场景（Zhang et al.， 2020）中人际同步现象和内在机制，通过明晰人际同步在这些场景中的机制，助推运动赛事与心理咨询中的积極社会效应。

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