人類和許多其他動(dòng)物生活在社會(huì)中。從根本上說，社會(huì)互動(dòng)要求個(gè)人將他人識(shí)別為屬于自己的同類。這通常在幾分之一秒內(nèi)發(fā)生，通常是本能的。然而，揭示這種行為背后的神經(jīng)元回路絕非易事。
“研究社會(huì)互動(dòng)存在一個(gè)內(nèi)在的挑戰(zhàn)：對(duì)于我們作為觀察者來說，行動(dòng)和反應(yīng)在動(dòng)物行為和神經(jīng)元水平上都是混合在一起的，”馬克斯普朗克生物智能研究所 Herwig Baier 部門的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 Johannes Larsch 解釋說.“這是因?yàn)閰⑴c這些互動(dòng)的個(gè)人相互影響。兩者同時(shí)是社會(huì)信號(hào)的發(fā)送者和接收者。研究視覺系統(tǒng)及其相關(guān)大腦區(qū)域的作用特別困難。”
盡管如此，Johannes Larsch 的團(tuán)隊(duì)還是找到了一種方法來闡明視覺系統(tǒng)在社交互動(dòng)中的重要性?？茖W(xué)家們?yōu)榘唏R魚幼蟲開發(fā)了一種模擬同種動(dòng)物的實(shí)驗(yàn)性虛擬現(xiàn)實(shí)裝置。所需要的只是屏幕上的一個(gè)投影點(diǎn)，它——這很重要——以斑馬魚游泳的刻板運(yùn)動(dòng)模式??在顯示器上移動(dòng)。動(dòng)物無法抗拒這種暗示：它們跟隨它數(shù)小時(shí)，顯然將移動(dòng)的點(diǎn)與真正的同類混淆了。因此，研究人員發(fā)現(xiàn)了一種明確的視覺刺激，可以觸發(fā)淺灘行為。
該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在可以研究刺激的神經(jīng)元處理。為此，他們擴(kuò)展了虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)置，使他們能夠同時(shí)測量魚腦中的活動(dòng)。實(shí)驗(yàn)表明，一個(gè)移動(dòng)的點(diǎn)會(huì)激活一個(gè)被稱為丘腦的大腦區(qū)域中的一組特定神經(jīng)元。當(dāng)另一只斑馬魚幼蟲在附近游泳時(shí)，丘腦的同一區(qū)域會(huì)被激活。
“丘腦是大腦的感覺控制中心，它整合和傳遞感覺輸入，”Johannes Larsch 解釋說。感覺信息在到達(dá)丘腦的過程中被處理，首先在視網(wǎng)膜中，然后在頂蓋中，頂蓋是脊椎動(dòng)物大腦的主要視覺中心。當(dāng)信息到達(dá)丘腦時(shí)，它已經(jīng)被過濾了社會(huì)線索，例如潛在同種的生澀動(dòng)作。
研究人員在該區(qū)域發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)細(xì)胞將斑馬魚的視覺系統(tǒng)與其他在社交行為中活躍的大腦區(qū)域連接起來。“我們已經(jīng)知道這些其他大腦區(qū)域在控制社會(huì)行為中發(fā)揮作用。然而，激活它們的視覺刺激是未知的。我們的工作填補(bǔ)了這一知識(shí)空白，并揭示了傳遞信號(hào)的神經(jīng)元通路，”拉施說。
當(dāng)研究人員專門阻斷這些細(xì)胞的功能時(shí)，證實(shí)了新發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)元的重要性。斑馬魚幼蟲對(duì)同種動(dòng)物和移動(dòng)點(diǎn)失去了興趣，幾乎不再跟隨它們。
“因此，我們發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)元調(diào)節(jié)了斑馬魚的社交方式和隸屬關(guān)系，”研究生和發(fā)表在《自然》雜志上的這項(xiàng)研究的主要作者約翰內(nèi)斯·卡佩爾說。“人類也擁有丘腦，許多神經(jīng)元過程在進(jìn)化過程中得到了保留。當(dāng)我們感知面部運(yùn)動(dòng)或身體運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們也有活躍的大腦區(qū)域，但尚未探索這些區(qū)域?qū)ι鐣?huì)行為的重要性。”
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