哺乳植物单干行动的演变及其神经表征研讨方面获停顿

起源：脑智杰出中间 2021-11-19 08:18

中国迷信院脑迷信与智能技术杰出立异中间（神经迷信研讨所）、神经迷信国度重点试验室王佐仁研讨团队以《哺乳植物单干行动的演变及其神经表征》为题在Cell Reports期刊上在线颁发研讨论文。该研讨树立了一个定量评价单干行动的试验范式，发现了分歧哺乳植物物种的单干才能与它们在退化上的层级一致，而且找到了与单干相关的神经表征。单干行动在自然

中国迷信院脑迷信与智能技术杰出立异中间（神经迷信研讨所）、神经迷信国度重点试验室王佐仁研讨团队以《哺乳植物单干行动的演变及其神经表征》为题在Cell Reports期刊上在线颁发研讨论文。该研讨树立了一个定量评价单干行动的试验范式，发现了分歧哺乳植物物种的单干才能与它们在退化上的层级一致，而且找到了与单干相关的神经表征。

单干行动在自然界中十分广泛，它对植物的生活和人类社会的倒退至关紧张。一些迷信家以为单干是与渐变和自然选择等同紧张的推进退化的支柱。渐变和自然选择可以解释统一个组织条理事物的变动，而单干在更普遍的空间发扬作用，才使30亿年前的微生物天下酿成当初如许多样而简单的社会。是以研讨单干的演变及其背地的生物学机制关于懂得当代社会的造成具备紧张意义。然而单干行动是若何产生的仍旧不是很分明。

哺乳植物的单干是多个植物个别一路行为来完成独特好处的行动，并且这个进程必要高级认知的参加。之前的研讨次要是基于神经经济学实际，以灵长类为试验工具，应用功效磁共振成像或许脑电来研讨与单干相关的年夜脑运动，发现了一些与单干行动相关的脑区，这些脑区也被以为与社会行动和奖励相关，包含眶额叶皮层（orbitofrontal cortex，OFC）以及其他前额叶皮层（prefrontal cortex）子区等。然则对非灵长类哺乳植物的单干行动的定量研讨，以及通过在细胞层面的神经电心理研讨神经机制的任务少少。

为了答复上述成绩，研讨团队起首树立了一个可能自动检测和评价单干行动的范式，而且这个范式具备普适性。在这个范式中，两只植物必要在设定的光阴窗口（3s，2s，1s或许0.5s）内，都去触发鼻触，能力得到奖励。成果发现，颠末一段光阴的训练，不论是两只年夜鼠的单干，照样三只年夜鼠的单干，都能胜利。研讨职员发现，在这个进程中，植物之间的社会交流十分紧张，尤其是在单干树立初期。

在树立了如许的范式之后，研讨团队关怀的第一个成绩是单干才能与演变的关系。他们应用已有的形式植物资本，包含小鼠、年夜鼠和树鼩，比拟它们在单干工作中的表示。成果发现，在最难的测试前提下（光阴窗为0.5 s），树鼩的单干胜利率最高，然则碰钉子触的次数却比年夜鼠要少，显示了树鼩采用了更无效率的办法来完成单干。在三种形式植物中，小鼠的表示最差，在三个阶段的单干胜利率都是最低的。这些成果提示，这三个物种的单干才能与他们在退化树上的层级系相一致。跟着退化上越来越凑近人类，单干才能也越来越强。

接着研讨职员研讨了单干背地的神经机制，通过在体电心理记载技术，采集年夜鼠OFC和前边缘皮层（prelimbic cortex，PRL）的神经元运动，阐发发现这两个脑区的神经元可以编码单干的分歧方面，比方，年夜鼠在单干工作中所饰演的脚色（肇端者 vs. 追随者）以及单干是否胜利（胜利 vs. 失败）。更紧张的是，研讨团队比拟了两个脑区神经元在单干工作与非单干工作之间的反馈差别和在奖励高的工作与奖励低的工作之间的反馈差别，发现OFC和PRL的神经元关于单干与奖励的表征分歧：前者更倾向于编码与单干相关的旌旗灯号，而后者更倾向于编码与奖励相关的旌旗灯号。

该研讨树立了一个定量评价单干行动的范式，发现了社会交流关于单干行动有紧张奉献。此外，研讨发现小鼠、年夜鼠和树鼩的单干才能与它们在退化树上的层级一致。这为哺乳单干才能与退化的关系提供了新证据。研讨职员还发现OFC和PRL的神经元可以编码年夜鼠在单干进程中饰演的脚色以及单干的胜利与否。更紧张的是，他们发现与单干相关的旌旗灯号和与奖励相关的旌旗灯号在年夜脑中的神经表征分歧。在社会情况中，区分分歧脚色的才能能够是共情等社会行动发生的根底，关于树立无效的单干以及倒退群体智能很需要。此外，一些精力阻碍类患者缺乏与别人单干的才能，定量检测单干行动的范式以及一些相关的神经表征兴许有助于这些疾病的和医治。 (100yiyao.com）

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