文章详情

Neuron:以视觉为导向的社交互动如何进行?研究聚焦前额叶皮层--杏仁核神经网络

日期:2022-06-02 14:39
浏览次数:0
摘要: 复杂的社会凝视行为是灵长类动物的标志之一,这决定了它们主要以视觉为导向的社交互动,在非语言交流中发挥着独特的功能。 现实生活中的社交注视交互依赖于: (1)将社交代理与非社交对象区分开来的能力; (2)对自我或他人注视的持续监控; (3)以行为偶然和交流的方式做出即时决定,看向或远离他人。 这些社交凝视互动的关键变量以及如何在大脑中计算仍然是一个悬而未决的问题。 近日,耶鲁大学心理系,耶鲁大学医学院神经科学研究所的Steve WC Chang教授团队在Neur...

复杂的社会凝视行为是灵长类动物的标志之一,这决定了它们主要以视觉为导向的社交互动,在非语言交流中发挥着独特的功能。


现实生活中的社交注视交互依赖于:

(1)将社交代理与非社交对象区分开来的能力;

(2)对自我或他人注视的持续监控;

(3)以行为偶然和交流的方式做出即时决定,看向或远离他人。

这些社交凝视互动的关键变量以及如何在大脑中计算仍然是一个悬而未决的问题。


近日,耶鲁大学心理系,耶鲁大学医学院神经科学研究所的Steve WC Chang教授团队在Neuron 在线发表论文,报道了灵长类动物大脑中前额叶皮层-杏仁核网络神经元参与复杂的社交凝视互动等行为。



重点:

  • 前额叶和杏仁核神经元表现出社交凝视事件的时间异质性

  • 这些神经元参与监控自我或他人的注视

  • 这些神经元以特定于代理的方式编码相互的目光接触

  • 社会注视互动在前额叶杏仁核网络中被广泛编码


作者首先量化了四个感兴趣区(ROI)中自发的凝视行为:同伴的面部,眼睛和非眼睛的面部,以及非社交对象(图1A和1B)。结果发现,与非眼睛的面部或物体相比,猕猴对同伴面部的注视次数更多,且平均持续时间更长(图1C)。猴子在探索不同的感兴趣区时表现出一致的注视行为。在注视对方之后,他们比非社会刺激更有可能看对方(图1D)




作者记录了现实生活中社交凝视互动中OFC,dmPFC,ACCG和BLA神经元的放电活动(图1F和1G),并总结了三大类回应。


与物体相比,一些细胞在观察面部时明显活动更多,而在眼睛和非眼睛面部之间表现出无关紧要的活动(图2 Ai)。另一组细胞进一步区分了眼睛和非眼睛面部(图2 Aii)。而第三组显示出比社交RO更高的对象活动(图2 Aiii)


在前额叶的三个区域中,OFC和dmPFC具有社会辨别能力的细胞比例高于ACCG,而BLA中这类神经元的比例*高(图2B)




有趣的是,根据接收器操作特性分析,在所有四个区域中个体细胞在接受社会刺激和非社会刺激(图3A)或不同脸部特征(图3B)时开始区分的时间点差别很大——一些细胞在凝视事件之前和导致注视事件之前开始显示出不同的活动,而其他细胞在凝视事件已经开始时显示出明显的活动。同时,OFC,dmPFC和BLA中的群体活动可以用于较好地解码社会性凝视事件和非社会性凝视事件(图3C)


与之形成鲜明对比的是,在所有四个区域中,眼睛与非眼睛面部的解码准确率总体上接近于随机(图3D),这再次证明了在现场社交凝视互动中,社交辨别力先于脸部特征的辨别力





接下来,作者提出了前额叶-杏仁核网络中社会注视监控的单细胞机制,以促进和引导社交注视互动,使前额叶和杏仁核神经元不仅编码自己在社交注视互动中的注视位置,而且还监测他人的注视位置,这两个关键组成部分可以用来计算自己注视和他人注视之间的注视偏移量图4)。



在行为上,作者观察到成对的猴子之间的多次凝视交流,包括相互凝视和非相互凝视(图5A)。与非相互凝视的神经元相比,相当大比例的神经元不仅表现出对相互凝视的选择性,还表现出对发生相互凝视的特定同伴的交互环境的选择性


因此,这些区域的单神经元活动似乎很适合追踪特定于同伴的相互凝视,这在社交凝视互动中具有高度的行为相关性


*后,作者探寻了是否在重叠的神经元集合中存在上述发现的三个社会凝视信号(社交可辨别性,社交凝视监测和相互凝视选择性;图6A)。结果证实虽然一些神经元只发出社交凝视互动的一种特定信号,但其他神经元至少发出三种信号中的两种(图6B和6C)



总 结
总结

综上所述,此研究证实社交凝视互动的神经基础广泛存在于前额叶-杏仁核网络的多个大脑区域。作者专注于确定社交注视交互的三个关键特征的神经元基础,即社交可辨别性,社交凝视监测和相互凝视选择性,发现OFC,dmPFC,ACCG和BLA的许多神经元在社会辨别能力上表现出高度的时间特异性。


在这些脑区中,社交凝视交互的关键特征的单神经元实现是高比例且稳健的。这些社会凝视信号的广泛表现很可能表明灵长类动物的大脑在参与复杂的社会互动时受到的进化压力。



动物行为分析软件:

1. VisuTrack软件

2. SuperMaze软件

3. FishTrack斑马鱼分析软件

动物行为仪器:

1. 自身给药,条件恐惧,斯金纳,震惊反射(PPI),跑步机,各类经典w88等

2,动物抓挠分析仪,动物震颤行为分析仪,动物捕食行为分析仪

3,动物主动步态分析,动物被动步态分析,动物自由步态分析(内测中)

4,睡眠剥夺仪,体温维持仪,智能热板仪,转棒疲劳仪,鼠尾光照测痛仪等

神经电生理:

1,光遗传,无线光遗传

2,光纤记录系统(单通道,多通道)

3,电生理信号采集系统(脑电,肌电等)

 



沪公网安备 31011202007432号

Baidu