颞顶联合区（TPJ）社会认知功能偏侧化的个体差异

Temporo-parietal junction (TPJ) is one of the core brain regions related with social cognition and can be modulated by non-invasive brain stimulation methods, such as transcranial direct current stimulation (tDCS). Thus, it is possible to enhance social ability through stimulating TPJ with tDCS. However, previous studies had no consensus on the lateralization of TPJ, which restricted the progress of relevant application. The proposed research project uses Magnetic Resonance Imaging (MRI) and tDCS to study this issue from the viewpoint of individual differences. The study 1 collects a set of measures including task-based fMRI in social cognitive tasks, resting-state fMRI, structural MRI, Diffusion Tensor Imaging and related behavioral measures to study the relationship between functional and structural lateralization of TPJ and the relationship between TPJ lateralization and social cognitive ability. The study 2 uses a portion of samples from study 1 and collects task-based fMRI and behavioral performances in social cognitive tasks after tDCS conditions (stimulating Left TPJ, right TPJ, or sham condition), which aims to test whether individual differences in the TPJ lateralization is a modulator of the tDCS effect on social cognitive function. The proposed research can help clarify the question of TPJ lateralization and can promote individualized clinical application of tDCS.

颞顶联合区（TPJ）是与社会认知有关的核心脑区之一，其活动能被经颅直流电刺激（tDCS）等非损伤脑刺激方法调节。因此，采用tDCS刺激TPJ以增强社会能力成为一种可能。然而，先前研究就TPJ社会认知功能的偏侧化存在争论，制约了相关应用的进展。本项目拟采用磁共振成像（MRI）和tDCS，从个体差异的角度对该问题进行系统探索。研究一采集被试在社会认知任务中的功能像，以及静息态、结构像、弥散张量成像和相关的社会认知行为成绩，以获得个体的TPJ偏侧化与静息态功能连接、结构偏侧化、社会认知能力之间的关系。研究二对完成研究一的被试，施加不同的tDCS（刺激左TPJ，右TPJ或者虚假刺激），研究TPJ偏侧化的个体差异是否是调节tDCS对社会认知增强效果的重要因素。本项目有助于澄清TPJ的偏侧化问题，并推进基于个体差异的tDCS临床应用。

颞顶联合区（TPJ）是与社会认知有关的核心脑区之一，其活动能被经颅直流电刺激（tDCS）等脑刺激方法调节。针对TPJ的tDCS刺激有望成为增强社会认知能力的物理方法。然而，tDCS效果存在很大的个体差异。根据神经影像提前判断个体对tDCS的敏感性，有助于提高治疗的效果。当前的tDCS方案通常采用单侧放置或者对称放置电极，不论何种方式，电流对于左右半球施加了不对称的影响作用。一个亟待解决的问题是：单侧化的电流刺激方案是否会和个体社会认知过程中大脑的功能偏侧化和半球间功能整合模式存在交互作用？本项目从个体差异的角度对该问题进行系统探索。本研究采集了一组被试在经典社会认知任务（错误信念任务）中的fMRI像，计算被试在社会认知任务中的功能偏侧化和功能整合。该组被试也参加了3轮tDCS实验（左侧TPJ刺激，右侧TPJ刺激，虚假刺激），行为学任务采用视觉观点采择任务。我们发现：（1）健康年轻成人的TPJ在错误信念任务中是右偏侧化的；（2）相比错误照片条件，双侧TPJ在错误信念条件下的半球间功能连接增强；（3）不论左侧刺激还是右侧刺激，刺激敏感性均和TPJ右偏侧化的程度呈负相关关系；（4）不论左侧刺激还是右侧刺激，刺激敏感性和双侧TPJ在错误信念条件下的功能连接成正相关关系；（5）基于错误信念任务中的偏侧化和功能连接指标可以将被试聚类成两组（A组和B组），相比B组，A组被试的偏侧化更弱、TPJ功能连接更强、刺激敏感性越高；（6）基于双侧TPJ在错误信念任务中的偏侧化和功能连接指标可以构建刺激敏感性的统计学习模型，可以解释约50%的个体差异。本项目的研究结果说明：（1）单侧化的经颅电刺激效果依赖于双侧脑区之间的交互作用；（2）可依据偏侧化和功能整合这一宏观大脑特征，筛选对于tDCS敏感的被试。