近日，我校医学部生物医学工程学院梁臻特聘教授团队在综合性高水平国际学术期刊 Advanced Science（中科院一区 TOP，影响因子 15.6）连续发表两篇研究论文，分别聚焦自然情境下情绪脑表征的精准解码（“读脑”）与情绪脑网络的定向调控机制（“写脑”）。

两项研究从“感知 - 干预”两个互补维度出发，系统性提出并验证了一种面向情绪障碍的情感脑机接口“读脑 - 写脑”交互新范式。

一、自然情境下的“读脑”：刻画可泛化的情绪脑功能表征

团队在Advanced Science发表题为“Ecologically-Valid Emotion Signatures Enhance Mood Disorder Diagnostics”的论文。我院博士研究生徐姝悦同学为独立第一作者，梁臻教授与香港大学Benjamin Becker教授为共同通讯作者，深圳大学为第一作者单位及通讯单位。

传统情绪神经影像研究多依赖简化、静态的实验范式，难以反映真实生活中持续、动态的情绪体验，从而限制了其在临床诊断中的应用价值。针对这一问题，梁臻团队提出了一种生态有效的情绪功能网络框架（Divergent Emotional Functional Networks, DEFN），用于刻画自然情境下情绪脑活动的动态组织模式。

图1 DEFN流程框架图

研究采用自然情境下的情绪诱发fMRI任务，结合动态功能连接（dynamic functional connectivity, dFC）分析与机器学习方法，在健康人群中成功解码了快乐、悲伤情绪状态，最高解码准确率达到 83.99%。在此基础上，团队进一步将情绪特异性的DEFN网络迁移应用至临床数据，用于抑郁症（Major Depressive Disorder, MDD）和双相障碍（Bipolar Disorder, BD）的辅助诊断。

图2 DEFN模型的分类性能以及区分健康个体和MDD/BD的重要网络连接

结果显示，相较于传统全脑静态连接特征，基于DEFN的模型在多个独立数据集和跨中心验证中均显著提升了分类性能（相较现有方法，MDD识别准确率提升12.75%，BD提升12.00%），并在跨个体、跨年龄、跨性别等维度上表现出高度稳定性。这表明，自然情境下提取的情绪脑功能表征具备良好的可重复性与临床泛化能力，为情绪障碍的客观“读脑”评估提供了可靠技术基础。

二、社会情境下的“写脑”：揭示自然情境下催产素的情绪调控作用

团队在Advanced Science发表题为“Oxytocin Reduces Subjective Fear in Naturalistic Social Contexts via Enhancing Top-Down Middle Cingulate-Amygdala Regulation and Brain-Wide Fear Representations”（DOI: 10.1002/advs.202503251）的论文。我院博士研究生徐姝悦同学为第二作者，梁臻教授与电子科技大学赵伟华教授、香港大学 Benjamin Becker 教授为共同通讯作者。

在实现情绪状态精准解码的基础上，如何通过外源性干预手段对异常情绪脑网络进行定向调控，是构建闭环情感脑机接口系统的关键环节。围绕这一核心问题，团队从“写脑”的角度提供了关键的神经机制证据。

研究采用自然情境fMRI结合随机双盲、安慰剂对照的催产素（Oxytocin, OT）鼻喷实验设计，系统考察了OT在社会性与非社会性恐惧情境中的调控效应。结果表明，OT 能够选择性降低社会情境中的主观恐惧体验，而在非社会情境中并未产生显著影响。

图3 催产素特异性降低社会恐惧情境下个体的主观恐惧评分以及增强左侧中扣带回皮层激活水平

在神经机制层面，OT显著增强了左侧中扣带回对杏仁核的自上而下调控作用，并重塑了注意网络（Dorsal Attention Network, DAN）、额顶叶网络（Fronto-Parietal Network, FPN）与默认模式网络（Default Mode Network, DMN）之间的全脑通信模式。进一步基于独立自然情境恐惧神经表征的分析显示，OT可系统性减弱脑范围内的恐惧表达。这些发现为靶向调控情绪脑网络提供了清晰的神经生物学通路，为“写脑”式情绪干预奠定了坚实基础。

图4 催产素特异性增强社会性恐惧情境下FPN-DAN-DMN大尺度脑网络间信息交互

两项研究分别从情绪状态的精准解码（读脑）与情绪脑网络的机制性调节（写脑）两个互补维度展开，在自然与社会情境下系统展示了情感脑机接口在情绪障碍客观评估、分型识别与个体化干预中的应用潜力，为相关脑机制研究与临床转化提供了新的技术路径与研究范式。

本项研究得到国家自然科学基金、深圳市自然科学基金、湖南省重点研发项目和深圳大学医工交叉创新项目的支持。