共情的神经基础：大脑如何感受他人的痛苦

共情——分享和理解他人情绪的能力——是人类社会互动的基石。当我们目睹某人遭受痛苦时，我们经常会像镜子一样体验到相似的情绪反应，这种现象被称为情感共享（affect sharing）。 虽然这种能力对于社会联系和生存至关重要，但共情背后的确切神经机制仍然未知。

韩国基础科学研究所（IBS）认知与社会中心（CCS）的KEUM Sehoon博士领导的一个研究小组发现了大脑如何处理他人痛苦的关键见解。研究人员使用微型内窥镜钙成像技术在前扣带回皮层（ACC）中识别出特定的神经集合，这些神经集合为共情冻结（empathic freezing）进行了编码。

共情冻结是一种行为反应，是指在观察到他人经历恐惧或威胁时，自己也会出现的一种心理或生理上的暂停反应，类似于一种情感共鸣的停滞状态。

为了研究这种现象，该团队在小鼠中进行了一系列实时脑成像实验，追踪（那些观察到其他小鼠经历轻度足部电击时的）小鼠的神经元活动。

结果表明，当观察者亲身经历疼痛时，以及当他们目睹其他小鼠疼痛时，某些特定的ACC神经元都被激活。这一观察结果这强化了以往的观念——即观看到的痛苦会触发类似于直接疼痛体验的神经反应。

该研究进一步表明，共情冻结期间的ACC群体活动与直接疼痛体验到的各种情感（affective）——而非感官（sensory）——的神经表征非常相似。这表明，目睹他人的疼痛会触发ACC的激活，就像观察者自己也在经历疼痛一样，突显了ACC在处理疼痛的情感方面的特殊作用。

进一步的分析表明，ACC神经元投射到中脑水管周围灰质（periaqueductal gray, PAG），PAG是一个参与恐惧和疼痛调节的大脑区域，选择性地传递情绪疼痛信息。

研究人员使用光遗传学（一种能够用光精确控制神经活动的技术）来操纵这条通路。当他们抑制ACC-to-PAG回路时，共情冻结和疼痛回避行为显着减少。这证实了该回路能够将感知到的痛苦转化为行为反应，增强了其在情感共情中的关键作用。

与之前专注于有疼痛经历的动物的研究不同，这项研究使用了以前没有接触过疼痛的幼稚观察者小鼠，这能够让研究人员在不受过去经历影响的情况下检查纯粹的情绪传染。这种方法为情感共情（affective empathy）的基本神经机制提供了新的见解。

ACC至PAG回路调节观察到的恐惧和情感疼痛行为。

Choi, J., Lee, YB., So, D. et al. Cortical representations of affective pain shape empathic fear in male mice. Nat Commun 16, 1937 (2025). https://doi.org/10.1038/s41467-025-57230-w

结语

了解大脑如何编码共情可能对心理健康研究产生重大影响。自闭症谱系障碍（ASD），反社会人格障碍，创伤后应激障碍和精神分裂症等疾病通常在处理社交和情绪线索方面存在困难。通过确定影响分享情感的特定大脑回路，科学家可能会开发出治疗这些疾病的新策略。

Keum博士说：“我们的发现精确定位了处理他人疼痛的特定情绪大脑回路，为研究共情相关神经精神障碍的新方法奠定了基础。”该研究于2月25日在线发表在《自然·通讯》杂志上。