信任的神經生物學

我們信任陌生人的傾向很大程度上源於接觸一種以完全不同的任務而聞名的小分子:催產

如果有人讓您向後倒在陌生人的懷抱中,您會信任對方接住您嗎?這種情況在團體治療中很常見,但有點極端。但是,大多數人每天都會在一定程度上信任他們不認識的人。與其它哺乳動物不同,我們人類傾向於花大量時間與不熟悉的人在一起。例如,居住在城市中的人經常在陌生人海中穿梭,決定避開某些人,但又感到安全,認為其他人會提供準確的目的地路線,或者至少不會攻擊他們。

在過去的幾年中,研究人員已經開始揭示人類大腦如何決定何時信任某人。我的同事和我已經證明,大腦中產生的一種古老而簡單​​的分子——催產素(ox-ee-TOE-sin)——在該過程中起著重要作用。這些發現為發現以社互動動功能障礙為特徵的疾病的病因和治療方法提供了新的途徑。

尋找信任
我對催產素與信任的關係的研究是透過一條有些迂迴的路線進行的。1998年,世界銀行發展研究小組的經濟學家 Stephen Knack 和我開始試圖找出為什麼人們之間的信任在不同國家之間差異巨大。作為這項工作的一部分,我們構建了一個數學模型,該模型描述了可能產生高低信任水平的社會、法律和經濟環境型別。在研究過程中,我們發現信任是一個國家財富的最強已知預測指標之一;低信任水平的國家往往貧窮。我們的模型表明,低信任水平的社會之所以貧窮,是因為居民進行的創造就業和提高收入的長期投資太少。這種投資依賴於雙方都會履行合同義務的相互信任。


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當我想起信任在減輕貧困方面的重要性時,我開始想知道兩個人如何決定是否信任對方。獲得這些資訊可以幫助政策制定者設計促進這一過程的經濟體系。實驗室研究表明,處於相同情況的人們對他人的信任傾向差異很大,但沒有人描述過人類大腦中發生的建立信任的連貫機制。因此,我著手揭示這種感覺的神經基礎。

大量動物研究表明,催產素可能是促成因素。這種短蛋白或肽由九個氨基酸組成,已知在大腦中產生,在那裡它充當訊號分子——神經遞質。它也會進入血液迴圈以影響遠處的組織,使其也成為一種激素。當時,這種肽在人類中最廣為人知的作用是刺激哺乳期婦女的乳汁分泌和誘導分娩;即使在今天,美國大約一半的分娩婦女會接受合成催產素(稱為催產素)以加速子宮收縮。但是,記錄這種肽更微妙的影響很困難,因為其在血液中的濃度極低且降解迅速。然而,動物實驗表明,催產素在某種程度上促進了某些哺乳動物的合作——這需要信任——而一種近親血管緊張素顯然也促進了其它生物的友好互動。

根據進化生物學家的說法,血管緊張素最早出現在大約 1 億年前的魚類中。在這些動物中,它透過減少雌性在排卵時對雄性接近的自然恐懼來促進有性生殖。生物學家推測,排卵期間減少恐懼的機制進化而來,是因為性的好處——後代和更大的遺傳多樣性——超過了成為另一條魚的午餐的危險。

在哺乳動物中,血管緊張素進化成兩種密切相關的肽,催產素和精氨酸血管加壓素。始於 1970 年代後期的齧齒動物研究表明,這些分子也促進了與他人的聯絡。例如,北卡羅來納大學教堂山分校的 Cort A. Pedersen 及其同事證明,催產素促使齧齒動物母親表現出養育行為。

此後不久,動物學家 C. Sue Carter 和 Lowell L. Getz(當時都在伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校)檢查了兩種在基因和地理位置上相關的田鼠物種中的催產素:草原田鼠和山地田鼠[參見 C. Sue Carter 和 Lowell L. Getz 的“草原田鼠的一夫一妻制”;《大眾科學》,1993 年 6 月]。雄性草原田鼠是正直的公民:它們通常與配偶終生同居,生活在社會群體中,並且是細心的父親。相比之下,雄性山地田鼠是騙子:它們濫交、獨居且對後代漠不關心。Carter 和 Getz 以及隨後的幾位研究人員表明,這些田鼠物種的社會行為差異可歸因於其大腦中催產素和精氨酸血管加壓素受體的位置。為了對腦細胞產生影響,分子首先必須與神經元表面的特定受體結合。在草原田鼠中,這些受體集中在大腦區域,這些區域使一夫一妻制變得有益——在中腦區域,這些區域調節神經遞質多巴胺的釋放,從而增強雄性同居和照顧後代的價值。

信任博弈
雖然動物研究並未專門解決信任形成問題,但催產素在將動物聚集在一起方面的重要性向我暗示,它也可能成為信任的基礎,這大概是親密關係的必要條件。大約在同一時間,科學家們找到了可靠且容易地測量血液樣本中催產素水平微小變化的方法。

我對齧齒動物文獻的閱讀表明,非威脅性社交訊號會誘導訊號接收者大腦中催產素的產生,我想知道,在人類中,發出積極訊號的陌生人的接近是否會刺激他人釋放這種肽。因此,我的同事——現任賓夕法尼亞大學心理學家的 Robert Kurzban 和當時我在克萊蒙特研究生大學的研究生 William Matzner——和我一起著手檢驗這一想法,並觀察人類的催產素產生是否會受到社交行為的影響並影響社交行為。

然而,我們仍然需要弄清楚如何衡量互不相識的人之間的信任程度。齧齒動物研究人員可以簡單地將一個陌生的個體放入另一個個體的籠子中,以測試非威脅性行為是否可以促進催產素的釋放,但人類評估潛在社交情況的能力過於複雜,無法進行類似的實驗設計。人們的反應會受到許多其它因素的影響,包括外貌、衣著等等。幸運的是,實驗經濟學家、愛荷華大學的 Joyce Berg 和明尼蘇達大學的 John Dickhaut 和 Kevin McCabe 早在 1990 年代中期就設計了一項任務,可以解決這個問題。在這項任務中,測試物件可以透過犧牲自己的錢並將其轉移給陌生人來表明他們信任陌生人。他們給陌生人送錢是因為他們相信陌生人會回報並返還更多的錢給他們。研究人員稱之為“信任博弈”。

在我的實驗室中,信任博弈的執行方式如下:我的工作人員招募受試者,如果他們同意與我們共度一個半小時,他們將獲得 10 美元[參見上面的框]。我們將參與者隨機分配到配對中,其中兩人看不到對方或直接交流。然後,我們讓他們就與合作伙伴分享資金做出決定。在每對中,一個人被指定為受試者 1,另一個人被指定為受試者 2。在開始時,我們向兩個人描述了遊戲的運作方式。首先,計算機提示受試者 1 決定是否將 10 美元參與付款中的一部分發送給另一個人。給出的金額在受試者 2 的帳戶中增加三倍。例如,如果受試者 1 決定拿出 6 美元,受試者 2 最終將獲得 28 美元(三倍的 6 美元加上 10 美元),而受試者 1 將剩下 4 美元。

在下一步中,計算機通知受試者 2 轉賬情況,並允許該人向受試者 1 返還一些錢,但前提是不必返還任何錢,並保證參與者的身份和決定將保密。受試者 2 返還的任何錢都將從受試者 2 的帳戶中按一對一的基礎扣除(即,總和不會增加三倍)。不允許欺騙——付款實際上是根據這些選擇進行的。參與者做出決定後,我們立即要求他們提供血液樣本,以便我們可以測量催產素水平。

解讀博弈
實驗經濟學家的共識觀點是,初始轉賬衡量信任,而返還轉賬衡量可信賴度。研究人員已經在許多國家和針對大額賭注多次運行了這種信任博弈。

在我們的實驗中,大約 85% 的受試者 1 角色的人向其合作伙伴傳送了一些錢。在收到錢的合作伙伴中,98% 的人隨後繼續向受試者 1 返還了一些錢。有趣的是,人們通常無法清楚地說明他們為什麼信任或值得信任。但根據齧齒動物的研究,我懷疑受試者 1 的信任會誘導催產素升高,並且那些從受試者 1 處收到更多錢的人將經歷最大的升高。

事實上,我們發現,當受試者 2 從其合作伙伴那裡收到錢並因此感受到這些陌生人的信任時,他們的大腦會產生這種肽。此外,當人們以更多錢的形式表現出更大的信任時,他們的大腦會釋放更多的催產素。為了確保被信任感解釋了催產素的升高,我們觀察了一組對照組參與者,他們收到的貨幣轉移顯然是隨機發生的,而不是因為有人決定相信他們的互惠。這種控制對於排除金錢本身是否會導致催產素釋放非常重要——事實並非如此。

我們還發現,催產素水平高的受試者 2 更值得信賴——也就是說,他們向信任他們的受試者 1 返還了更多的錢。收到信任訊號似乎讓人們對信任他們的陌生人感到積極。

對實驗環境中催產素強烈釋放的一種可能的進化解釋是,人類的青春期很長,自然選擇偏愛那些能夠與他人長期牢固地聯絡在一起的人——直到年輕人長大並能夠自立。我們最近的基因親屬黑猩猩在七八年內性成熟,而人類可能需要大約兩倍的時間,並且為了茁壯成長,必須在此期間繼續由父母照顧(並與父母保持依戀)。長期照顧幼崽的一個附帶效應可能是,人類具有強烈的依戀傾向,因此也強烈依戀成為朋友、鄰居或配偶的非親屬。如果這種推測是正確的,那麼人類也會依戀寵物、地點甚至他們的汽車也就不足為奇了。

人為地增強信任
我們使用信任博弈進行的研究表明,催產素的釋放僅發生在受試者 2 中——那些收到信任訊號的人。此外,實驗開始時催產素水平較高的受試者 1 角色的人並沒有更可能信任他人(向受試者 2 提供更多資金)。乍一看,這種觀察似乎是矛盾的,但它與動物研究一致,動物研究表明,催產素的釋放僅在個體與他人進行社交接觸後才會發生。似乎是催產素水平的升高,而不是絕對水平,起著作用。因此,人們可以將積極的社交訊號和互動視為將開關撥到“開啟”狀態:當開關開啟時,人腦會說,“這個人已經表明他或她是安全的互動物件”,這種識別是由催產素的釋放告知的。

如果我們人為地提高催產素水平會發生什麼?如果我們對開啟開關的想法是正確的,那麼這種操作將增加受試者 1 對其合作伙伴的信任,並誘導他們向陌生人移交更多的錢。為了研究這個問題,由經濟學家 Ernst Fehr 和我領導的蘇黎世大學研究團隊讓大約 200 名男性投資者吸入一定劑量的催產素,催產素配製成鼻腔噴霧劑(使藥物能夠到達大腦),並將他們的行為與吸入安慰劑的對照組受試者的行為進行了比較。我們發現,那些接受催產素的人比他們的合作伙伴多給了 17% 的錢。更具說服力的是,接受劑量受試者 1(幾乎一半)表現出最大程度信任的人數是對照組的兩倍:他們轉移了所有資金。這項實驗表明,大腦中催產素的升高降低了我們對與陌生人互動的自然(且完全適當)焦慮。但應該注意的是,一些接受催產素的參與者並沒有表現出高度的信任。顯然,對於某些人來說,催產素的升高本身不足以克服對陌生人的擔憂。

讓我明確一點,我們的實驗與操縱人們的思想以掏空他們的錢包無關,因為它肯定沒有將受試者變成沒有意志的機器人。它也沒有提供銷售人員或政客可以將催產素噴灑到空氣中或在人們的食物或飲料中新增催產素以強迫他人信任他們的可能性。催產素在腸道中分解,因此口服給藥對大腦沒有影響。此外,靜脈或鼻腔給藥很容易被注意到,並且從空氣中吸入它不會明顯提高大腦水平。(不要被銷售“瓶裝信任”的公司的說法所迷惑。)

不信任的化學
在一個實驗中,一名女性受試者在僅從其合作伙伴那裡收到少量資金時感到不安。她的反應讓我們開始思考當人們不被信任時會發生什麼。大腦中的許多重要系統都受到相反力量的控制。例如,進食主要受激素驅動,這些激素髮出何時開始進食以及何時終止進食的訊號。社交行為可能具有類似的控制。催產素構成了人際互動的積極一面;當有人似乎信任您時,從字面上看感覺很好,這種認可會激勵您回報。如前所述,為了誘導哺乳動物母親照顧它們的後代,催產素會導致多巴胺在與性行為和食物獲取等獎勵行為相關的深層中腦區域釋放。在後續研究中,我們發現了信任形成機制的相反或負面方面的證據,至少在男性中是這樣。

當男性受試者 2 不被信任(受試者 1 傳送少量資金)時,他們會經歷一種稱為二氫睪酮 (DHT) 的睪酮衍生物的升高。在遊戲中,男性表現出的不信任感越多,他們的 DHT 水平就越高。這種分子可以被認為是高辛烷值睪酮;主要是 DHT 導致了青春期男性發生的劇烈變化,例如體毛生長、肌肉發達和聲帶增厚。較高的水平還會增強在嘗試社交環境中的肢體衝突慾望。我們的發現表明,男性對不被信任有攻擊性反應。

女性和男性都同樣報告說他們不喜歡不被信任,但女性沒有表現出男性“熱烈”的生理反應。大多數不被信任的男性受試者 2 沒有向其合作伙伴返還任何東西,而大多數女性在所有方面都是成比例的回報者;無論涉及多少錢,她們都傾向於返還大約相同比例的金額。我們認為女性是“更冷靜”的反應者,儘管我們還不完全瞭解這種差異的生理基礎。對不信任訊號產生攻擊性反應的可能性可能會使我們更信任他人。如果我們知道表現出不信任會引發攻擊性,我們可能會表現出比原本可能表現出的更多的信任,以避免這種反應。

在使用功能性磁共振成像技術進行的信任博弈期間測量大腦活動表明,信任陌生人會在多巴胺結合的深層中腦區域產生強烈的活動,並有助於我們的獎勵感。這一結果有助於解釋為什麼收到錢的受試者 2 通常傾向於向受試者 1 返還一些錢,即使這樣做在經濟上是不利的。受試者 2 在回報信任時體驗到的積極感覺似乎在精神上獎勵了他們,並加強了未來值得信賴的願望。

雖然大多數人可以被認為是值得信賴的,但在我們的研究中,有 2% 的受試者 2 特別不值得信賴——他們保留了他們收到的全部或幾乎全部資金——而且,重要的是,他們表現出異常高的催產素水平。這一結果表明,這些個體在錯誤的大腦區域(例如,那些不調節多巴胺釋放的區域)具有催產素受體,或者受體失調。在後一種情況下,神經元基本上會對催產素的釋放充耳不聞,無論產生多少催產素。值得注意的是,高度不值得信賴的人具有類似於反社會人格者的性格特徵,反社會人格者對他人的痛苦漠不關心甚至感到興奮。

未來的見解
今天,我的實驗室專注於檢查大腦中催產素活動的缺陷是否會導致以社互動動障礙為特徵的疾病。例如,自閉症患者的催產素水平較低。其他人的研究發現,在這些受試者中替代肽並沒有產生任何社交參與度的增加。正如信任博弈中不值得信賴的人可能真實的情況一樣,這一結果表明,自閉症患者可能存在催產素受體功能障礙。

同樣,在通常富含催產素受體的區域有腦損傷的患者難以確定哪些人看起來值得信任,哪些人看起來不值得信任。許多神經系統和精神疾病都涉及異常的社互動動,包括精神分裂症、抑鬱症、阿爾茨海默病、社交焦慮症和亨廷頓舞蹈病。正如我們在那些不值得信賴的人身上看到的那樣,有缺陷的催產素系統可能在這些疾病中發揮作用。更好地瞭解其運作方式可能會帶來新的治療方法。

催產素在體內的運作似乎非常活躍;肽與其它激素和神經遞質相互作用,這些激素和神經遞質的水平每分鐘和一生都在變化。例如,雌激素會增加身體組織對催產素的吸收,而孕酮則相反。這些影響表明,生理和環境線索都會驅動我們進行社互動動的願望。它們還表明,我們的生活經歷可能會將催產素機制“重新調整”到不同的“設定點”,從而在人生的過程中達到不同的信任水平。居住在安全、有滋養的環境中可能會刺激我們在有人信任我們時釋放更多的催產素——並回報這種信任。壓力、不確定性和孤立都會阻礙信任性格的形成。隨著我們研究的繼續,我們將更好地瞭解這種簡單的肽如何使人們對周圍的人,甚至完全陌生的人產生同情心並維持信任。

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