盡管他們的目的和功能仍然很大程度上未知，但一些神經(jīng)科學(xué)家認(rèn)為大腦中的鏡像神經(jīng)元是人類如何相互聯(lián)系的核心。鏡像神經(jīng)元的缺陷也可能在自閉癥和其他影響社交技能的疾病中發(fā)揮作用。

科學(xué)家此前已經(jīng)證明，當(dāng)一只動(dòng)物看另一只動(dòng)物執(zhí)行某項(xiàng)運(yùn)動(dòng)任務(wù)時(shí)，例如伸手去拿食物，觀察者大腦運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)中的鏡像神經(jīng)元開(kāi)始射擊，好像觀察者也在尋找食物。

3月29日在科學(xué)報(bào)告雜志上發(fā)表的新公爵研究表明，猴子的鏡像也受到社會(huì)因素的影響，例如與其他動(dòng)物的接近程度，社會(huì)等級(jí)和食物競(jìng)爭(zhēng)。

杜克大學(xué)的研究小組發(fā)現(xiàn)，當(dāng)一對(duì)猴子在一項(xiàng)社會(huì)任務(wù)中相互作用時(shí)，兩只動(dòng)物的大腦都會(huì)出現(xiàn)高度同步的情況，其中每只動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)皮層中的神經(jīng)元池往往會(huì)同時(shí)發(fā)射。這種現(xiàn)象稱為interbrain皮質(zhì)同步。

“我們相信我們的研究有可能在現(xiàn)代神經(jīng)科學(xué)中開(kāi)辟一個(gè)全新的研究領(lǐng)域，證明即使是最簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)皮層功能，如創(chuàng)造身體運(yùn)動(dòng)，也會(huì)受到參與動(dòng)物之間社會(huì)關(guān)系類型的嚴(yán)重影響。 ，“資深作者M(jìn)iguel Nicolelis，醫(yī)學(xué)博士，博士說(shuō)。

以前，神經(jīng)科學(xué)家將他們的研究局限于一次記錄一只動(dòng)物的大腦活動(dòng)。Nicolelis說(shuō)，這項(xiàng)研究的獨(dú)特之處在于，杜克團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建了一個(gè)多通道無(wú)線系統(tǒng)，可以記錄兩只猴子的運(yùn)動(dòng)皮層中數(shù)百個(gè)神經(jīng)元的電活動(dòng)，因?yàn)樗鼈冊(cè)谙嗤目臻g內(nèi)相互作用。

在一項(xiàng)任務(wù)中，一只叫做乘客的猴子坐在一個(gè)電子輪椅上，該電子輪椅被編程為在整個(gè)房間內(nèi)獲得獎(jiǎng)勵(lì)，一種新鮮的葡萄。第二只猴子，觀察者，也在房間里觀看第一只猴子的獎(jiǎng)勵(lì)軌跡。同時(shí)記錄每只猴腦的運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)中的電活動(dòng)。分析顯示，當(dāng)乘客在觀察者的注視下穿過(guò)房間時(shí)，其運(yùn)動(dòng)皮質(zhì)中的神經(jīng)元池顯示同步發(fā)作。

研究人員發(fā)現(xiàn)，這些間腦皮質(zhì)同步(ICS)可以預(yù)測(cè)乘客輪椅在房間內(nèi)的位置及其速度。大腦活動(dòng)還可以預(yù)測(cè)動(dòng)物彼此之間的距離，以及乘客與獎(jiǎng)勵(lì)的接近程度。

他們說(shuō)，最引人注目的發(fā)現(xiàn)是，ICS可以預(yù)測(cè)另一個(gè)關(guān)鍵的社會(huì)參數(shù) - 殖民地中猴子的等級(jí)。

在殖民地最主要的猴子在較低等級(jí)動(dòng)物的觀察下向獎(jiǎng)勵(lì)旅行的任務(wù)期間，當(dāng)乘客接近觀察者時(shí)，ICS的幅度穩(wěn)定增長(zhǎng)。當(dāng)動(dòng)物相距約3英尺時(shí)，同步達(dá)到頂峰 - 足夠近，以至于一個(gè)人可以伸出一只手來(lái)訓(xùn)練另一只或攻擊。

但是當(dāng)一只較低等級(jí)的猴子是乘客并且占優(yōu)勢(shì)的猴子觀察時(shí)，ICS并沒(méi)有隨著猴子的接近而增加，這表明社會(huì)等級(jí)在大腦同步中發(fā)揮作用。

研究人員認(rèn)為，ICS的發(fā)作是由同時(shí)激活乘客和觀察者大腦中的鏡像神經(jīng)元而產(chǎn)生的。他們提出了在人類社交互動(dòng)過(guò)程中可能發(fā)生的大腦同步和社交互動(dòng)之間的類似相關(guān)性。

他們說(shuō)，這些研究結(jié)果可能導(dǎo)致神經(jīng)元鏡像可能不遵循典型模式的新診斷或治療，正如自閉癥所表明的那樣。在人體中測(cè)量ICS還可以揭示團(tuán)隊(duì)如何協(xié)同工作，甚至什么類型的訓(xùn)練可以改善他們的大腦同步性和團(tuán)隊(duì)合作。

“使用這種方法的非侵入性版本，我們可以量化專業(yè)運(yùn)動(dòng)員，音樂(lè)家或舞者合作的程度，或觀眾是否參與他們所看到，傾聽(tīng)或想象的事情，”Nicolelis說(shuō)。“這對(duì)任何需要讓許多人同步以提高社會(huì)凝聚力的社會(huì)任務(wù)都是有價(jià)值的。”

Nicolelis計(jì)劃通過(guò)使用功能性MRI和電極帽在Duke進(jìn)行的未來(lái)試驗(yàn)來(lái)探索人類的大腦同步性。