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社交焦虑的生物学基础包括生理反应、遗传关联和进化解释三个相互联系的层面。生理反应方面:高社交焦虑者在表情加工的三个阶段各有特征。早期识别阶段,对所有类型表情都有增强的警觉反应,表现为P1波幅增大、双侧枕区激活增强;中期知觉阶段,只对愤怒表情敏感,表现为P2波幅增大、杏仁核和扣带回激活增强;晚期反应阶段,则显示出明显的负性表情加工偏向,表现为P3等晚期ERPs波幅增大、额叶激活增强,以及带状盖网络等高级中枢与杏仁核的联系减弱。遗传关联方面:社交焦虑具有亲代和子代,以及同卵双生子之间高度相关的现象,且与5-羟色胺转运体基因、单胺氧化酶基因、脑源性神经营养因子基因和多巴胺D2受体基因等有关。进化解释方面:社交焦虑被认为是对社交威胁的自然反应和防御机制,该反应能激活唤醒水平,帮助个体更好调动身体资源来应对威胁,也能更好吸引异性注意来获取配偶,还能增加个体的团体受喜欢程度来获取发展机遇。