韩国大田基础科学研究所(IBS)认知与社会研究中心(CCS)的SHIN Hee-Sup博士领导的研究小组发现了让我们产生同理心的潜在神经机制。该小组对老鼠的研究暗示了这一点同理心是由大脑右半球的同步神经振荡引起的，这使得动物能够感知并分享彼此的恐惧。的研究在杂志上发表了吗神经元．
同理心是一种能够让我们感知和理解另一个人的情绪的能力，比如快乐、悲伤或恐惧。
它是人类社交的基本功能，在许多精神和神经疾病中，如自闭症精神分裂症和阿尔茨海默病。
大脑中形成同理心基础的确切机制还没有被确定，在揭示其起源方面的研究也很少。
这种感知他人感受的能力并非人类所独有，其生物学机制与包括啮齿动物在内的其他哺乳动物相同。“观察恐惧”是情绪传染的啮齿动物模型，是情感共情的基本形式。该模型已被广泛应用于共情的神经生物学研究。
在观察性恐惧实验中，一只“演示者”老鼠受到电击，而一只“观察者”老鼠则从透明屏幕后面观看。
当目睹另一动物受到电击时，观察老鼠会立即表现出恐惧反应，这可以从它的冻结行为中得到证明。我们也知道，观察鼠标能够在以后的时间里回忆起这一经历。
由SHIN Hee-Sup博士领导的CCS-IBS团队将这种观察性恐惧模型与光遗传学实验相结合，以探索共情的起源。值得注意的是，这项研究表明，多个大脑区域内同步的大脑节律对触发同理心至关重要。特别是，前扣带皮层(ACC)和基底外侧杏仁核(BLA)之间的同步在间接接触他人痛苦的共情恐惧中是独一无二的，而不是直接经历的恐惧。
首先，他们证明了右半球ACC-BLA之间的互反回路对于观察冻结行为至关重要。当他们仅在右脑中光遗传学抑制ACC-BLA电路时，小鼠表现出较少的观察性冻结。
另一方面，当只抑制左脑时，小鼠不受影响。
此外，研究人员还记录了前扣带和后扣带的脑电图(EEG)。结果，他们发现，在观察小鼠表现出共情冻结行为的特定时刻，ACC和BLA中5- 7hz范围内的脑节律选择性地增加。
与此同时，亲身经历电击的实验小鼠仅在BLA中显示出较低的3-5 Hz范围内的增加，而在ACC中没有。
Shin博士解释说:“网络中的同步神经振荡可以增强大脑多个区域之间的交流，以实现各种认知和情感功能。然而，它们之间的因果关系很少被证明。”
为了测试5-7赫兹节奏和共情行为之间的因果关系，研究小组进行了一项名为“闭环操作”的实验，其中包括使用光遗传学来抑制特定的神经功能，并使用脑电图监测脑电波。
通过闭环实验，他们可以选择性地破坏ACC-BLA电路中的5- 7hz节律，这反过来又导致在条件反射过程中观察到的恐惧诱导冻结的显著损害。这些结果表明，ACC-BLA回路中的5- 7hz节律与共情行为有因果关系。
因此，研究人员假设海马θ (4-12 Hz)节律可能会调节ACC-BLA回路中的同步活动。有人认为，海马θ节律提供了一个振荡框架，使不同大脑区域之间的活动同步。
在观察恐惧时，他们通过光遗传操作选择性地调节海马θ的下限。随着海马θ功率的变化，ac - bla回路中的5- 7hz节奏和共情反应被双向调节。
这项研究强烈表明，ac - bla中海马依赖的5- 7hz同步振荡特别驱动小鼠的共情反应。
Hee-Sup Shin博士说:“考虑到哺乳动物观察到的恐惧的普遍性，我们有理由假设在人类中可能发现类似的对情感性共情至关重要的神经信号，并可用于识别患有严重社交缺陷的精神障碍患者的共情功能障碍。”
他补充说:“目前，我们还不知道海马θ波节律如何控制ACC-BLA节律。未来的研究应该解决在观察恐惧时，大脑的多个区域是如何同时被调动的。”
