大腦如何編碼社會(huì)等級(jí)和獲勝心態(tài)

如果你在聚會(huì)上伸手去拿最后一塊比薩，同時(shí)看到另一只手伸手去拿，你的下一步行動(dòng)可能取決于你的感受以及這只手屬于誰(shuí)。你的小妹妹——你可以去拿披薩。你的老板——你可能更有可能退后一步，放棄那份工作。但如果你餓了，感覺特別自信，你可能會(huì)去。

現(xiàn)在，索爾克的研究人員已經(jīng)深入了解哺乳動(dòng)物大腦如何編碼社會(huì)等級(jí)并利用這些信息來塑造行為——例如是否為最后一塊披薩而戰(zhàn)。研究小組發(fā)現(xiàn)，在參加比賽的老鼠中，大腦活動(dòng)的模式因?qū)Ψ絼?dòng)物的社會(huì)等級(jí)而異。此外，科學(xué)家們可以使用大腦讀數(shù)來準(zhǔn)確預(yù)測(cè)哪種動(dòng)物會(huì)贏得食物獎(jiǎng)勵(lì)——勝利者并不總是在社會(huì)上更具主導(dǎo)地位的動(dòng)物，而是更傾向于“獲勝心態(tài)”的動(dòng)物。該研究結(jié)果于2022 年 3 月 16 日發(fā)表在《自然》雜志上。

“大多數(shù)社會(huì)物種將自己組織成指導(dǎo)每個(gè)人行為的等級(jí)制度，”資深作者、索爾克系統(tǒng)神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室教授和霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員 Kay Tye 說。“了解大腦如何調(diào)節(jié)這一點(diǎn)可能有助于我們了解社會(huì)等級(jí)、孤立和精神疾病之間的相互作用，例如抑郁、焦慮甚至藥物濫用。”

研究人員已經(jīng)知道，稱為內(nèi)側(cè)前額葉皮層(mPFC)的大腦區(qū)域負(fù)責(zé)代表哺乳動(dòng)物的社會(huì)等級(jí)。小鼠 mPFC 的改變會(huì)改變動(dòng)物的支配行為。但目前尚不清楚 mPFC 如何表示這些信息以及哪些神經(jīng)元(如果有)參與改變支配行為。

在這項(xiàng)新研究中，Tye 和她的團(tuán)隊(duì)讓四只老鼠一組共享一個(gè)籠子，讓社會(huì)等級(jí)自然發(fā)展——一些動(dòng)物變得更占主導(dǎo)地位，而另一些則變得更從屬。然后，研究人員選擇了成對(duì)的同居小鼠，以“循環(huán)賽”的比賽形式競(jìng)爭(zhēng)食物獎(jiǎng)勵(lì)。

為了捕捉動(dòng)物的大腦活動(dòng)，以及它們?cè)诒荣愔须y以測(cè)量的輕微行為差異，研究人員率先推出了幾項(xiàng)新技術(shù)。他們使用新的無(wú)線設(shè)備記錄自由漫游動(dòng)物的大腦活動(dòng)，并開發(fā)了一種多動(dòng)物人工智能跟蹤工具，以跟蹤小鼠隨時(shí)間的運(yùn)動(dòng)，即使兩只動(dòng)物看起來相同。最后，他們轉(zhuǎn)向新的建模方法來分析數(shù)據(jù)。

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