Science：揭示大脑中参与群体中其他个体社会互动的神经元

2021年10月25日讯/生物谷BIOON/---社会群体在许多动物物种的行为中起着基础性作用。在群体互动中，个体的行为不仅会影响到其他个体的福祉，也会影响到其他个体的回应。因此，表征其他个体的身份及其行动和结果，对于在群体中成功互动的能力是必要的。没有这些组合的表征，就不可能有效地与其他个体交往，也不可能理解自身的行为如何影响特定的群体成员。这也就不可能形成互利的关系，避免被其他个体利用，或者理解群体中特定个体的行为是如何相互关联的。

大多数灵长类动物，包括人类，都生活在社会群体中，个体的成功取决于与其他个体有效互动的能力。尤其是恒河猴，已知它们会形成非亲属的互动和长期的联盟。它们还从事基于个体群体成员之间互惠的互利行为。然而，灵长类动物大脑中的神经元如何精确地表征群体的互动行为或解决对多个社会行动者进行编码的基本问题在很大程度上仍然是未知的。

在一项新的研究中，来自美国麻省总医院和哈佛医学院的研究人员开发了一种三个社会行动者模式，使用小群互动的恒河猴，结合单神经元记录和刺激技术，开始解决这些问题。相关研究结果发表在2021年10月22日的Science期刊上，论文标题为“Social agent identity cells in the prefrontal cortex of interacting groups of primates”。

成年雄性恒河猴群体执行了一种三个社会行动者任务，其中每个社会行动者都可以使用一个旋转台，依次向其他群体成员之一提供食物奖励。在这些群体互动中，这些作者发现这些恒河猴对过去提供的奖励进行了回报，当它们没有从其他群体成员那里得到奖励时就会进行报复。他们还观察到这些恒河猴形成了互利的关系，这些关系反映了其他群体成员的声誉和过去的行为。因此，这些结果共同表明这些恒河猴一直在跟踪它们与群体中特定个体的互动，并对其他个体的行为做出适应性反应。

在这些恒河猴执行任务时，这些作者在背内侧前额叶皮层（dorsomedial prefrontal cortex, dmPFC）的一个被认为在社会行为及其功能障碍中起作用的区域中获得了单神经元记录。总体而言，这些神经元对不同群体成员的选择和奖励结果的信息进行编码，一起提供了群体互动的高度详细说明。这些神经元在不同的空间位置追踪其他个体的行为，反映了这些恒河猴互动的社会背景和所涉及的社会行动者。它们还可靠地表征了其他个体之间的互动，即使这些互动并不涉及被记录的恒河猴本身，从而明确地将其他个体的身份与它们的具体行为联系起来。

恒河猴的三个社会行动者任务揭示了dmPFC中群体行为和主体身份的丰富表征。图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abb4149。

最后，通过跟踪群体的行为，这些作者发现dmPFC中的神经元可靠地跟踪了先前的互动，并整合了关于其他社会行动者过去行为的信息，以影响恒河猴自己的行动。通过在一起建模，这些神经元可靠地预测了这些恒河猴自己即将作出的决定，即对个别群体成员的行为进行互惠或报复。相反，破坏dmPFC中的神经元活动会降低恒河猴参与特定行为的能力，因此，降低它们形成相互有利的互动能力。

综上所述，通过跟踪三只恒河猴（即所谓的三个社会行动者）的小群体的社会行为，这些作者发现dmPFC中的神经元对其他社会行动者身份进行编码，因此可以将其他社会行动者的身份与它们的具体行为联系起来。通过对特定群体成员的当前和过去的行动和结果进行编码，这些神经元组合可能使恒河猴能够跟踪其他个体的行为。与参与社会认知的其他核心区域相结合，这些神经元可以形成多种互动的详细表征，并共同构建群体动态的综合“图谱”。通过进一步整合关于这些动态的信息以告知即将作出的决定，这些群体因此可以关键性地促成群体有效的社会行为所必需的社会行动者特定互动的形成。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Raymundo Báez-Mendoza et al. Social Agent Identity Cells in the Prefrontal Cortex of Interacting Groups of Primates. Science, 2021, doi:10.1126/science.abb4149.