猴子的大脑在协作执行运动任务时会同步

尽管他们的目的和功能仍然很大程度上未知，但一些神经科学家认为大脑中的镜像神经元是人类如何相互联系的核心。镜像神经元的缺陷也可能在自闭症和其他影响社交技能的疾病中发挥作用。

科学家此前已经证明，当一只动物看另一只动物执行某项运动任务时，例如伸手去拿食物，观察者大脑运动皮质中的镜像神经元开始射击，好像观察者也在寻找食物。

3月29日在科学报告杂志上发表的新公爵研究表明，猴子的镜像也受到社会因素的影响，例如与其他动物的接近程度，社会等级和食物竞争。

杜克大学的研究小组发现，当一对猴子在一项社会任务中相互作用时，两只动物的大脑都会出现高度同步的情况，其中每只动物的运动皮层中的神经元池往往会同时发射。这种现象称为interbrain皮质同步。

“我们相信我们的研究有可能在现代神经科学中开辟一个全新的研究领域，证明即使是最简单的运动皮层功能，如创造身体运动，也会受到参与动物之间社会关系类型的严重影响。，“资深作者Miguel Nicolelis，医学博士，博士说。

以前，神经科学家将他们的研究局限于一次记录一只动物的大脑活动。Nicolelis说，这项研究的独特之处在于，杜克团队创建了一个多通道无线系统，可以记录两只猴子的运动皮层中数百个神经元的电活动，因为它们在相同的空间内相互作用。

在一项任务中，一只叫做乘客的猴子坐在一个电子轮椅上，该电子轮椅被编程为在整个房间内获得奖励，一种新鲜的葡萄。第二只猴子，观察者，也在房间里观看第一只猴子的奖励轨迹。同时记录每只猴脑的运动皮质中的电活动。分析显示，当乘客在观察者的注视下穿过房间时，其运动皮质中的神经元池显示同步发作。

研究人员发现，这些间脑皮质同步(ICS)可以预测乘客轮椅在房间内的位置及其速度。大脑活动还可以预测动物彼此之间的距离，以及乘客与奖励的接近程度。

他们说，最引人注目的发现是，ICS可以预测另一个关键的社会参数 - 殖民地中猴子的等级。

在殖民地最主要的猴子在较低等级动物的观察下向奖励旅行的任务期间，当乘客接近观察者时，ICS的幅度稳定增长。当动物相距约3英尺时，同步达到顶峰 - 足够近，以至于一个人可以伸出一只手来训练另一只或攻击。

但是当一只较低等级的猴子是乘客并且占优势的猴子观察时，ICS并没有随着猴子的接近而增加，这表明社会等级在大脑同步中发挥作用。

研究人员认为，ICS的发作是由同时激活乘客和观察者大脑中的镜像神经元而产生的。他们提出了在人类社交互动过程中可能发生的大脑同步和社交互动之间的类似相关性。

他们说，这些研究结果可能导致神经元镜像可能不遵循典型模式的新诊断或治疗，正如自闭症所表明的那样。在人体中测量ICS还可以揭示团队如何协同工作，甚至什么类型的训练可以改善他们的大脑同步性和团队合作。

“使用这种方法的非侵入性版本，我们可以量化专业运动员，音乐家或舞者合作的程度，或观众是否参与他们所看到，倾听或想象的事情，”Nicolelis说。“这对任何需要让许多人同步以提高社会凝聚力的社会任务都是有价值的。”

Nicolelis计划通过使用功能性MRI和电极帽在Duke进行的未来试验来探索人类的大脑同步性。

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