蝙蝠的大脑在社交时同步
伯克利 - 短语“我们处于同一波长”可能不仅仅是一个友好的说法:加州大学伯克利分校的一项新研究显示,当蝙蝠参与社交行为时,蝙蝠的大脑活动实际上是同步的喜欢梳理,打架或互相嗅闻。
加州大学伯克利分校的神经生物学和生物工程助理教授Michael Yartsev说:“每当蝙蝠进行社交互动时,你就可以看到大脑活动中这些非常强大的相关性。”
这项研究发表在6月20日的“细胞”杂志上,是第一个观察非人类物种参与自然社会互动的同步大脑活动的研究。这一发现为未来的研究打开了大门,研究我们的大脑如何处理社会互动,并对理解影响社会行为的疾病(如自闭症)具有潜在意义。
“这是一个非常核心的现象,二十年来,人们对人类感到兴奋,”Yartsev说。“现在我们已经在一个动物模型中观察到了它,它为它进行了非常详细的研究打开了大门。”
虽然在社交人类的大脑活动之间发现了一些相关性,但人类研究仅限于使用脑成像技术,如功能性磁共振成像(fMRI),其不直接测量电活动,或脑电图(EEG),这是通常仅限于测量低频脑电波。
在这项研究中,Yartsev和Berkeley博士后学者张武杰使用无线神经记录装置测量埃及果蝠的大脑活动,同时蝙蝠在室内自由交互。研究人员的记录设备使他们能够捕捉到fMRI和EEG技术所不具备的信号 - 信号包括蝙蝠的高频脑波,以及来自各个神经元的电活动。
他们发现蝙蝠的大脑之间出现了惊人的强烈相关性,特别是对于高频段的脑电波。只要蝙蝠共享社交环境并在社交互动之前和期间增加,就会出现这些相关性。
“大脑间的相关性非常强,你可以在原始数据中轻松看到它们,”张说。“这是我职业生涯中第一次结果如此强大,以至于从这样的数据中突然出现。”
为了更好地理解这些相关性,本科助理团队逐帧完成了几个小时的蝙蝠高速视频,描绘了他们在每一帧中的行为。然后张和亚尔采夫分析了蝙蝠行为与大脑间相关性之间的关系。
他们的详细分析使他们能够排除对同步大脑活动的其他可能的解释,例如蝙蝠的大脑只是对同一环境做出反应,或者蝙蝠正在进行相同的行为。例如,两个蝙蝠放置在相同但独立的室中,并且两个忙碌的梳理都没有显示相同的同步。
Yartsev说,大脑之间的同步真的就是共同分享社交经验。即使三只蝙蝠共享相同的社交环境,但只有两只蝙蝠正在积极互动,所有三只蝙蝠的大脑都是同步的。
“有点像,如果你想到一张餐桌,有些人可能会来回谈话,而另一个人会坐在那里,仍在关注,同时仍然是社交互动的一部分,”Yartsev说。“根据这个类比,那么,据说所有的大脑都会同时相关。”
关于这种高频脑波的作用还有很多东西需要揭示,尽管有一些证据表明它涉及成功导航晚宴所需的一些心理过程 - 包括感官和情绪信息处理,注意力和工作记忆。
虽然“在相同的波长”可能看起来有点神奇或神秘,但研究人员强调它不是什么。
“其中一个解释是,当你和我进行互动时,我们基本上形成一个闭环,”Yartsev说。“我正在做一系列的动作,例如说清楚的话,你正在听到它们,而你正在处理它们,然后你正在做出关于如何对它们作出反应的持续的,即时的决定。我回应我们之间的这种循环可能导致大脑彼此联系,并且是参与成功社交互动能力的重要方面。“