基于人群样本的社会复杂性（social complexity）—脑体积关联的认知中介（Cognitive mediation of social complexity–brain volume associations in a population-based sample）

《Evolution and Human Behavior》：Cognitive mediation of social complexity–brain volume associations in a population-based sample

　　

摘要：社会脑假说（Social Brain Hypothesis, SBH）认为复杂的社会环境驱动了灵长类动物的大脑演化。尽管该假说涉及演化过程，但其引出了当代人群中社会复杂性与脑结构及认知是否仍存在关联这一问题。研究人员利用人群基础的英国生物样本库（UK Biobank）数据，构建了一种新型社会复杂性（social complexity）测量指标，并检验其与认知及脑结构的关联。社会复杂性（social complexity）与总灰质体积（total grey matter volume）以及右侧化、演化上较古老区域——包括小脑（cerebellum）、苍白球（pallidum）及下外侧枕叶皮层（inferior lateral occipital cortex）的区域体积呈关联。社会复杂性（social complexity）亦广泛关联于认知表现。结构方程模型（Structural Equation Modeling, SEM）显示，社会复杂性（social complexity）与脑体积之间的关联由认知介导（mediated by cognition）。这些发现表明，个体在社会环境上的差异与脑结构及认知功能存在有意义的联系，并强调认知是该关系中关键的通路。

论文解读：社会复杂性—脑体积关联的认知中介——基于英国生物样本库人群研究

《Evolution and Human Behavior》刊发的此项研究，旨在检验社会脑假说（Social Brain Hypothesis, SBH）所述之社会复杂性（social complexity）、脑体积与认知之关联是否可延伸至现代人类个体间差异层面。既往SBH证据多源于种间比较（灵长类动物群体大小与脑/新皮层大小之关联），而人类个体内社会复杂性（social complexity）的操作化定义尚不成熟，且缺乏大样本人群研究验证社会复杂性（social complexity）与脑结构（灰质体积，grey matter volume）、一般认知能力之关系及可能的中介机制。为此，研究人员基于Kappeler(2019)社会复杂性框架中"社会组织（social organization）"与"社会结构（social structure）"两个维度，利用UK Biobank自陈数据构建个体化社会复杂性评分（含单独维度及复合评分），结合结构磁共振成像（structural MRI）衍生表型（Imaging-Derived Phenotypes, IDPs）及多领域认知测验，采用线性回归与结构方程模型（Structural Equation Modeling, SEM）探究上述变量间关联及认知之中介效应。

主要关键技术方法

研究人员选取UK Biobank首次MRI采集批次受试者（N=42,802），排除中枢神经系统疾病、极端BMI、感官或行动障碍者后最终纳入N=29,703。社会复杂性（social complexity）操作化为三指标：①社交情境数（number of social contexts＝休闲场所访问数0–6＋就业状态0/1＋学生状态0/1，范围0–8）反映社会结构（social structure）之情境多样性；②亲友探访频率（ordinal 0–5分）反映社会结构之互动频率；③同住人数（截断为0–5分）反映社会组织（social organization）之群体规模。三者标准化后加和得复合社会复杂性评分（composite score, 0–3）。认知测评含视觉陈述性记忆（Pairs matching）、加工速度（Reaction time）、前瞻记忆（Prospective memory test）及符号数字替换（Symbol digit substitution）、言语与数字推理（Fluid intelligence）、执行功能（Trail making, Tower rearranging）、言语陈述性记忆（Paired associate learning）、非言语推理（Matrix pattern completion）。MRI获取66个IDP含总灰质体积（total grey matter volume）及区域灰质体积极化体素（mm³）。统计分析控制性别、年龄及年龄平方、收入、教育、种族、BMI及头大小（head size），区域分析追加总灰质体积为协变量；Bonferroni校正多重检验；SEM采用Satorra-Bentler缩放统计量处理非多元正态大样本数据。

3. Results

3.1. Social complexity measure distributions

各单独社会复杂性指标呈偏态分布，复合评分近似正态。社会复杂性各分项均与人口学变量（年龄、性别、种族、教育、收入）显著关联，部分与BMI关联，故全部作为协变量纳入后续回归。

3.2. Social complexity and grey matter volumes

复合社会复杂性评分与总灰质体积（total grey matter volume）显著正相关（β=0.02, p_adj<0.001, partial R²=0.001）。单独指标未达显著。区域分析中，复合评分关联右侧小脑VIIIa小叶（β=0.02, p_adj=0.007）、VIIIb小叶（右β=0.02, p_adj=0.033；左β=0.03, p_adj<0.001）及右侧小脑Crurs I（β=0.02, p_adj=0.035）；复合评分与右侧后下颞回（right posterior inferior temporal gyrus）体积呈负相关（β=-0.02, p_adj=0.009）。亲友探访频率单独关联右侧下外侧枕叶皮层（right inferior lateral occipital cortex, β=0.02, p_adj=0.013）及右侧苍白球（right pallidum, β=-0.02, p_adj=0.007）。其余区域未通过Bonferroni校正。

3.3. Social complexity and cognition

社交情境数、家庭人数及复合社会复杂性评分与各认知测验均呈预期正向关联（如加工速度r=-0.09至-0.12，符号数字替换r=0.14–0.16，言语推理r=0.03–0.08，非言语推理r=0.07–0.12，视觉陈述性记忆r=0.10–0.13，所有p<0.005）。亲友探访频率与多数认知指标呈反向微弱关联或与SBH预期相悖，作者认为可能受照护需求或自我报告偏差影响。

3.4. Brain volume, cognition and social complexity

SEM路径分析显示社会复杂性→认知→总灰质体积（total grey matter volume）之介导模型拟合良好（Robust RMSEA=0.04, SRMR=0.02, CFI=0.98, NFI=0.94），认知显著介导社会复杂性（social complexity）与总灰质体积（total grey matter volume）间之关联，即社会复杂性经认知能力间接关联灰质体积。

讨论与结论翻译

本研究证明基于人群个体间社会复杂性（social complexity）测量可捕捉与社会脑假说（SBH）一致的脑体积—认知—社会复杂性关联模式。社会复杂性（social complexity）关联总灰质体积（total grey matter volume）及右侧小脑（尤其是后下小叶VIIIa/VIIIb与Crus I）、下外侧枕叶皮层（inferior lateral occipital cortex）、苍白球（pallidum）、后下颞回（posterior inferior temporal gyrus）等区域，支持小脑在人类社会认知中之角色及其在SBH演化框架下之潜在重要性。社会复杂性（social complexity）广泛关联一般认知表现，且结构方程模型证实认知介导社会复杂性（social complexity）与灰质体积（grey matter volume）间关系。此结果为在现生人类中应用个体化社会复杂性指标、探索近期人类演化选择压力提供基础。局限含横断设计无法推断因果、社会复杂性量表未含 mating system与care system且未经验证、亲友探访频率指标可能存在反向关联需谨慎解释。未来研究宜纳入心理理论（Theory of Mind, ToM）专项测评并完善社会复杂性（social complexity）操作化与信效度检验。