种群地位会影响大脑同步活动?至少对猴子是如此

      ▲杜克大学Miguel Nicolelis实验室的一台计算机显示器展示了一个猴子的大脑活动。

据文献报道,当动物观察同伴执行运动任务,比如伸手拿食物时,观察者大脑运动皮层的镜像神经元就会开始放电,仿佛它也在伸手拿食物。近日,美国杜克大学发表在《科学报告》上的研究表明,协作执行运动任务时,猴子的大脑同步会受到社会因素的影响,如相互距离、社会等级和食物竞争等。

在实验中,“乘客”猴子坐在电动轮椅上穿过房间来获得奖励,“观察者”猴子在房间里注视着“乘客”猴子。研究人员通过一个多通道无线系统,在两只猴子互动的同时,记录了它们大脑运动皮层中数百个神经元的电活动。分析显示,当乘客在观察者的注视下穿过房间时,它们的运动皮层中的大量神经元都显示出同步的现象。

研究人员同时发现,通过大脑皮层同步(ICS)的片段可以预测出乘客的轮椅在房间里的位置和速度、两只动物之间的距离,以及乘客与奖励的接近程度,甚至可以预测另一个关键的社会参数——猴子在群体中的社会地位。

如果地位高的乘客猴子在地位低的观察者猴子的注视下向着奖励的方向前进,当乘客靠近观察者时,ICS的强度就会稳定地增长。但当角色互换,两者靠近时ICS并没有增加,表明社会等级在大脑同步中起着重要作用。“我们证明了即使是运动皮层最简单的功能都深受动物群体中社会关系类型的影响。”通讯作者Miguel Nicolelis说。

研究人员认为,在乘客和观察者的大脑中,镜像神经元同时激活,产生了ICS片段。他们提出,在人类社会交往过程中,大脑同步和社会互动之间的相似关系也可能存在。虽然镜像神经元的目的和功能还不清楚,但科学家认为,它是人类相互联系的中心,其缺陷可能在自闭症和其他社交障碍中发挥作用。这一发现可能在神经镜像不遵循典型模式的自闭症中引出新的诊断或治疗方法。

Nicolelis正计划通过功能磁共振成像和电极帽来探索人类大脑的同步。使用非侵入性的方法测量人类的ICS,这可以揭示群体是如何协同工作的,以及什么样的训练可以提高大脑同步和团队合作。这对于需要许多人的大脑同步的社会任务很有价值,可以提高社会凝聚力。

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编译:花花   责编:李雪

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