《Frontiers in Human Neuroscience》：Neural signature of human–dog interactions: EEG correlates from comparisons with plant and replica dog in a within-subject, cross-over randomized trial
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本研究通过脑电图（EEG）功率谱密度分析，首次在随机交叉试验中发现真实犬只互动可诱发独特的皮层振荡模式：枕叶及顶叶α波（8-13 Hz）功率降低反映注意力增强，额叶与中央区β波（13–30 Hz）活动提升表征认知-感觉运动协同激活，而θ波（4–8 Hz）的区域性差异进一步印证生物性刺激的神经特异性。该研究为动物辅助干预（AAI）提供了电生理证据。
引言
人类与动物的互动常伴随积极情绪体验，但其神经机制尚不明确。现有研究多聚焦于生理指标如心率变异性（HRV）和皮质醇变化，而对神经层面的探索有限。脑电图（EEG）因其高时间分辨率成为研究人-动物互动（HAI）中认知与情感动态的理想工具。本研究通过对比真实犬、仿生犬和植物互动时的脑电振荡模式，旨在揭示人-犬互动（HDI）的特异性神经签名。
材料与方法
试验采用被试内三臂交叉设计，29名健康成人每周完成一次包含三种条件（真实犬、仿生犬、植物）的EEG记录。每次会话包含5分钟基线静息和3个5分钟互动任务，顺序随机。使用64导BioSemi系统采集数据，选取覆盖前额（Fp1/Fp2）、额叶（F3/F4）、中央（C3/C4）、顶叶（P3/P4）和枕叶（O1/O2）的10个电极，分析theta（4–8 Hz）、alpha（8–13 Hz，含慢/快子带）和beta（13–30 Hz，含低/中子带）频段的功率谱密度（PSD）。采用线性混合模型（LMM）比较条件间差异，辅以Holm校正的多重比较。
结果
Alpha频段分析显示，与植物和仿生犬相比，真实犬互动在枕叶（O1/O2）和顶叶（P3/P4）引发显著更低的alpha功率（如O1点植物vs犬：b=1.45, p<0.001），尤其慢alpha（8–11 Hz）在中央区（C3/C4）也呈现类似模式。Beta活动在真实犬条件下于前额（Fp1/Fp2）和额叶（F3/F4）显著增强（如Fp1点植物vs犬：b=-1.13, p=0.002），其中低beta（13–15 Hz）在Fp1点仿生犬条件下反而更高（b=0.74, p=0.038）。Theta功率在真实犬互动时于枕区降低（O1点植物vs犬：b=-1.22, p<0.001），而前额区（Fp1）仿生犬条件引发theta升高（b=1.09, p=0.018）。地形图显示犬条件特有的额叶beta增强与后部alpha抑制的空间分布模式。
讨论
后部alpha抑制表明真实犬互动需要更强的视觉注意力资源调配，符合alpha去同步化与外部注意力定向的经典关联。额叶beta增强可能反映情绪调控与感觉运动准备状态的协同激活，而枕叶theta降低提示从内部认知转向外部感知加工。仿生犬偶尔引发的beta/theta升高可能源于对模糊刺激的补偿性认知评估。值得注意的是，本研究中alpha活动方向与Teo等（2024）基于单导联的前额叶研究相反，凸显脑区特异性与任务范式对神经标记解读的关键影响。
研究优势包括严格的对照设计（活体/非活体双对照）和跨三次会话的重复测量，但存在未盲法实施及样本代表性局限（以学生为主）。未来需在临床群体中验证这些振荡模式与治疗效果的关联。
结论
真实犬互动通过调节alpha/beta/theta振荡频段，形成区别于非生命体的神经特征谱，为动物辅助治疗提供了基于皮层电生理的机制解释。后续研究应聚焦于振荡模式与行为效益的因果关联探索。
