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研究揭示了灵长类动物互惠、社会支持和同理心的神经途径

本站发布时间:2024-03-28 18:55:32

社会互动是灵长类动物(包括人类)生存和繁殖成功的关键。优化这些遭遇的结果需要一种深思熟虑的合作和竞争方法——知道信任谁、避免谁或面对谁会带来进化优势

这种由交换条件计算控制的互惠交换的复杂平衡发挥了重要作用。长期以来,决定这些多层相互作用的复杂规则吸引了灵长类动物学、神经科学和计算生物学等各个学科的研究人员;然而,到目前为止,对大脑如何处理社会环境中所有可用信息、计算信息并产生适当反应的机械理解仍然难以捉摸

宾夕法尼亚大学的神经科学家Michael L.Platt在灵长类动物学和人类行为研究方面有着广泛的背景,他领导了第一项此类研究,调查灵长类动物的大脑如何编码社会互动

普拉特及其团队揭示了支撑日常亲社会行为(如给予支持和表达同理心)的复杂神经回路。他们的发现发表在《自然》杂志上

普拉特说:“我们发现了一个高度分布的社会动力学神经生理学分类账,这是一个潜在的计算基础,支持灵长类动物社会的公共生活,包括我们自己的社会。”。“这项研究揭示了社会支持和同理心的神经相关性,这项工作作为一个整体为研究灵长类动物的行为开辟了一个新的、更自然、更合乎道德的范式。”该论文的第一作者、普拉特实验室的前博士生Camille Testard解释说,之前对猴子(如本研究中使用的恒河猴)的研究分为两个学派:第一;在实验室里研究灵长类动物,其中的条件受到高度控制,猴子被训练做一些事情,比如操作触摸屏来获得奖励;或第二;研究野生灵长类动物,研究人员观察环境中的变量,看看它们如何影响猴子的自然行为

<p>“这两种方法都有优点和缺点,但我们在这里所做的有点结合了两个世界,”Testard说。“我们使用微创无线神经记录设备来测量猴子在自由活动和开展业务时的大脑活动。”

研究团队在开放环境中连续两个半小时监测并记录了两只雄猴子的活动。在每一次训练中,猴子都会在独处或与配对的雌性伴侣互动之间交替。此外,一些观察涉及猴子与相邻个体的互动,或者实验者保持眼神交流的时间有点太长,无法引起猴子的攻击性反应,这为分析提供了一系列社会背景

他们的实验设计的独特之处在于,该团队为男性安装了一组经美国食品药品监督管理局批准的微小神经植入物,植入到大脑中与视觉处理经典对应的区域,一个称为TEO的区域,以及另一个处理社交等认知要求更高任务的vlPFC

根据一个多世纪的神经科学文献,研究人员预计每个大脑区域的放电模式会讲述不同的故事—TEO神经元将反映猴子所看到的,vlPFC神经元将显示猴子对社会刺激的反应

“但是,非常令人惊讶的是,”Platt说,“vlPFC和TEO中的神经元活动非常相似,这表明并开启了一种可能性,即整个大脑在任何时候都在协同工作,以处理所有信息,这些信息使个体能够在刚刚发生的事情、周围的人以及他们对过去所有互动的记忆的基础上,导航自己的环境,并预测他们下一步应该从事什么行为。这表明了一个我们以前无法看到的神经计划。”

Testard指出的另一个关键发现是,当猴子被实验者和他们的伴侣搅动时,它们的压力减轻了,对压力源的神经反应也减少了;社会支持的神经关联。更进一步,研究人员发现,当女性伴侣受到实验者的眩光时,压力反应会产生“镜像”效应

“这反映了雄性表现出的压力反应,这表明他就是与实验者有过接触的人,”Testard说,“这种影响可能对同理心至关重要。”

Testard说关键发现是,猴子最喜欢的针锋相对的行为中存在着近乎完美的平衡:互相梳理毛发

她说:“我们对猴子进行了数周的跟踪,记录了每一次梳理,我们发现大脑实际上保存了一份关于这种社会关系中的提款和投资的账本。”

研究人员认为,这些信息可以扩展到深入了解人类社会性,并列举了分类账记账可能出错的情况。普拉特将其比作两个朋友互相发送短信,但其中一个没有那么回应的动态,“过了一段时间,发送短信无效的那个人开始感到被冷落,这导致关系开始破裂。”

展望未来,普拉特正致力于扩大实验规模,增加更多的猴子,以更好地反映他们所处的多维社会网络。他的实验室还对催产素和血管加压素等亲社会激素的作用感兴趣

“当猴子感受到这些‘爱’激素的影响时,”他说,“其他人会有什么反应

More information: Camille Testard et al, Neural signatures of natural behaviour in socializing macaques, Nature (2024). DOI: 10.1038/s41586-024-07178-6

Journal information: Nature

Provided by University of Pennsylvania

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