人類和許多其他動物生活在社會中。從根本上說，社會互動要求個人將他人識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。
“研究社會互動存在一個內(nèi)在的挑戰(zhàn)：對于我們作為觀察者來說，行動和反應(yīng)在動物行為和神經(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 部門的項目負責人 Johannes Larsch 解釋說.“這是因為參與這些互動的個人相互影響。兩者同時是社會信號的發(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 的團隊還是找到了一種方法來闡明視覺系統(tǒng)在社交互動中的重要性?？茖W(xué)家們?yōu)榘唏R魚幼蟲開發(fā)了一種模擬同種動物的實驗性虛擬現(xiàn)實裝置。所需要的只是屏幕上的一個投影點，它——這很重要——以斑馬魚游泳的刻板運動模式??在顯示器上移動。動物無法抗拒這種暗示：它們跟隨它數(shù)小時，顯然將移動的點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。
該團隊現(xiàn)在可以研究刺激的神經(jīng)元處理。為此，他們擴展了虛擬現(xiàn)實設(shè)置，使他們能夠同時測量魚腦中的活動。實驗表明，一個移動的點會激活一個被稱為丘腦的大腦區(qū)域中的一組特定神經(jīng)元。當另一只斑馬魚幼蟲在附近游泳時，丘腦的同一區(qū)域會被激活。
“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，頂蓋是脊椎動物大腦的主要視覺中心。當信息到達丘腦時，它已經(jīng)被過濾了社會線索，例如潛在同種的生澀動作。
研究人員在該區(qū)域發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)細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。我們的工作填補了這一知識空白，并揭示了傳遞信號的神經(jīng)元通路，”拉施說。
當研究人員專門阻斷這些細胞的功能時，證實了新發(fā)現(xiàn)的神經(jīng)元的重要性。斑馬魚幼蟲對同種動物和移動點失去了興趣，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)元過程在進化過程中得到了保留。當我們感知面部運動或身體運動時，我們也有活躍的大腦區(qū)域，但尚未探索這些區(qū)域?qū)ι鐣袨榈闹匾浴?rdquo;
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