復(fù)雜的社會(huì)凝視行為是靈長(zhǎng)類動(dòng)物的標(biāo)志之一,這決定了它們主要以視覺(jué)為導(dǎo)向的社交互動(dòng),在非語(yǔ)言交流中發(fā)揮著獨(dú)特的功能。
現(xiàn)實(shí)生活中的社交注視交互依賴于:
(1)將社交代理與非社交對(duì)象區(qū)分開(kāi)來(lái)的能力;
(2)對(duì)自我或他人注視的持續(xù)監(jiān)控;
(3)以行為偶然和交流的方式做出即時(shí)決定,看向或遠(yuǎn)離他人。
這些社交凝視互動(dòng)的關(guān)鍵變量以及如何在大腦中計(jì)算仍然是一個(gè)懸而未決的問(wèn)題。
近日,耶魯大學(xué)心理系、耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)研究所的Steve WC Chang教授團(tuán)隊(duì)在Neuron 在線發(fā)表論文,報(bào)道了靈長(zhǎng)類動(dòng)物大腦中前額葉皮層-杏仁核網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元參與復(fù)雜的社交凝視互動(dòng)等行為。

重點(diǎn):
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前額葉和杏仁核神經(jīng)元表現(xiàn)出社交凝視事件的時(shí)間異質(zhì)性
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這些神經(jīng)元參與監(jiān)控自我或他人的注視
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這些神經(jīng)元以特定于代理的方式編碼相互的目光接觸
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社會(huì)注視互動(dòng)在前額葉杏仁核網(wǎng)絡(luò)中被廣泛編碼
作者首先量化了四個(gè)感興趣區(qū)(ROI)中自發(fā)的凝視行為:同伴的面部、眼睛和非眼睛的面部,以及非社交對(duì)象(圖1A和1B)。結(jié)果發(fā)現(xiàn),與非眼睛的面部或物體相比,獼猴對(duì)同伴面部的注視次數(shù)更多,且平均持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)(圖1C)。猴子在探索不同的感興趣區(qū)時(shí)表現(xiàn)出一致的注視行為。在注視對(duì)方之后,他們比非社會(huì)刺激更有可能看對(duì)方(圖1D)。

作者記錄了現(xiàn)實(shí)生活中社交凝視互動(dòng)中OFC、dmPFC、ACCG和BLA神經(jīng)元的放電活動(dòng)(圖1F和1G),并總結(jié)了三大類回應(yīng)。
與物體相比,一些細(xì)胞在觀察面部時(shí)明顯活動(dòng)更多,而在眼睛和非眼睛面部之間表現(xiàn)出無(wú)關(guān)緊要的活動(dòng)(圖2 Ai)。另一組細(xì)胞進(jìn)一步區(qū)分了眼睛和非眼睛面部(圖2 Aii)。而第三組顯示出比社交RO更高的對(duì)象活動(dòng)(圖2 Aiii)。
在前額葉的三個(gè)區(qū)域中,OFC和dmPFC具有社會(huì)辨別能力的細(xì)胞比例高于ACCG,而BLA中這類神經(jīng)元的比例*高(圖2B)。

有趣的是,根據(jù)接收器操作特性分析,在所有四個(gè)區(qū)域中個(gè)體細(xì)胞在接受社會(huì)刺激和非社會(huì)刺激(圖3A)或不同臉部特征(圖3B)時(shí)開(kāi)始區(qū)分的時(shí)間點(diǎn)差別很大——一些細(xì)胞在凝視事件之前和導(dǎo)致注視事件之前開(kāi)始顯示出不同的活動(dòng),而其他細(xì)胞在凝視事件已經(jīng)開(kāi)始時(shí)顯示出明顯的活動(dòng)。同時(shí),OFC、dmPFC和BLA中的群體活動(dòng)可以用于較好地解碼社會(huì)性凝視事件和非社會(huì)性凝視事件(圖3C)。
與之形成鮮明對(duì)比的是,在所有四個(gè)區(qū)域中,眼睛與非眼睛面部的解碼準(zhǔn)確率總體上接近于隨機(jī)(圖3D),這再次證明了在現(xiàn)場(chǎng)社交凝視互動(dòng)中,社交辨別力先于臉部特征的辨別力。
接下來(lái),作者提出了前額葉-杏仁核網(wǎng)絡(luò)中社會(huì)注視監(jiān)控的單細(xì)胞機(jī)制,以促進(jìn)和引導(dǎo)社交注視互動(dòng),使前額葉和杏仁核神經(jīng)元不僅編碼自己在社交注視互動(dòng)中的注視位置,而且還監(jiān)測(cè)他人的注視位置,這兩個(gè)關(guān)鍵組成部分可以用來(lái)計(jì)算自己注視和他人注視之間的注視偏移量(圖4)。

在行為上,作者觀察到成對(duì)的猴子之間的多次凝視交流,包括相互凝視和非相互凝視(圖5A)。與非相互凝視的神經(jīng)元相比,相當(dāng)大比例的神經(jīng)元不僅表現(xiàn)出對(duì)相互凝視的選擇性,還表現(xiàn)出對(duì)發(fā)生相互凝視的特定同伴的交互環(huán)境的選擇性。
因此,這些區(qū)域的單神經(jīng)元活動(dòng)似乎很適合追蹤特定于同伴的相互凝視,這在社交凝視互動(dòng)中具有高度的行為相關(guān)性。
*后,作者探尋了是否在重疊的神經(jīng)元集合中存在上述發(fā)現(xiàn)的三個(gè)社會(huì)凝視信號(hào)(社交可辨別性、社交凝視監(jiān)測(cè)和相互凝視選擇性;圖6A)。結(jié)果證實(shí)雖然一些神經(jīng)元只發(fā)出社交凝視互動(dòng)的一種特定信號(hào),但其他神經(jīng)元至少發(fā)出三種信號(hào)中的兩種(圖6B和6C)。

綜上所述,此研究證實(shí)社交凝視互動(dòng)的神經(jīng)基礎(chǔ)廣泛存在于前額葉-杏仁核網(wǎng)絡(luò)的多個(gè)大腦區(qū)域。作者專注于確定社交注視交互的三個(gè)關(guān)鍵特征的神經(jīng)元基礎(chǔ),即社交可辨別性、社交凝視監(jiān)測(cè)和相互凝視選擇性,發(fā)現(xiàn)OFC、dmPFC、ACCG和BLA的許多神經(jīng)元在社會(huì)辨別能力上表現(xiàn)出高度的時(shí)間特異性。
在這些腦區(qū)中,社交凝視交互的關(guān)鍵特征的單神經(jīng)元實(shí)現(xiàn)是高比例且穩(wěn)健的。這些社會(huì)凝視信號(hào)的廣泛表現(xiàn)很可能表明靈長(zhǎng)類動(dòng)物的大腦在參與復(fù)雜的社會(huì)互動(dòng)時(shí)受到的進(jìn)化壓力。
動(dòng)物行為分析軟件:
1. VisuTrack軟件
2. SuperMaze軟件
3. FishTrack斑馬魚分析軟件
動(dòng)物行為儀器:
1. 自身給藥、條件恐懼、斯金納、震驚反射(PPI)、跑步機(jī)、各類經(jīng)典迷宮等
2、動(dòng)物抓撓分析儀、動(dòng)物震顫行為分析儀、動(dòng)物捕食行為分析儀
3、動(dòng)物主動(dòng)步態(tài)分析、動(dòng)物被動(dòng)步態(tài)分析、動(dòng)物自由步態(tài)分析(內(nèi)測(cè)中)
4、睡眠剝奪儀、體溫維持儀、智能熱板儀、轉(zhuǎn)棒疲勞儀、鼠尾光照測(cè)痛儀等
神經(jīng)電生理:
1、光遺傳、無(wú)線光遺傳
2、光纖記錄系統(tǒng)(單通道、多通道)
3、電生理信號(hào)采集系統(tǒng)(腦電、肌電等)
