大脑在自然界微妙的给予和接受游戏中揭示了什么

社会互动是灵长类动物（包括人类）生存和繁殖成功的关键。优化这些相遇的结果需要一种经过计算的合作和竞争方法——知道该信任谁，该避开谁，或者该面对谁，这会带来进化优势。

这种由 交换 计算支配的互惠交换的复杂平衡发挥了重要作用。长期以来，决定这些多层相互作用的复杂规则一直吸引着灵长类动物学、神经科学和计算生物学等各个学科的研究人员;然而，直到现在，对大脑如何处理社交环境中所有可用信息、计算信息并产生适当反应的机械理解仍然难以捉摸。

宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）的神经科学家迈克尔·L·普拉特（Michael L. Platt）在灵长类动物学和人类行为研究方面拥有广泛的背景，他领导了一项史无前例的研究，研究灵长类动物的大脑如何编码社会互动。Platt及其团队揭示了支撑日常亲社会行为（如给予支持和表达同理心）的复杂神经回路。他们的研究结果最近发表在《自然》杂志上。

“我们发现了一个高度分布的社会动力学神经生理学账本，这是一个潜在的计算基础，支持灵长类动物社会的公共生活，包括我们自己的社会，”普拉特说。“这项研究揭示了社会支持和同理心的神经相关性，整个工作为研究灵长类动物的行为开辟了一个新的、更自然的、道德的范式。

该论文的第一作者、普拉特实验室的前博士生卡米尔·泰斯塔德（Camille Testard）解释说，先前对猴子的研究，如本研究中使用的猴子（恒河猴），分为两个思想流派：第一;在实验室中研究灵长类动物，其中条件受到高度控制，猴子被训练做一些事情，例如操作触摸屏以获得奖励;或第二;在野外研究灵长类动物，研究人员观察环境中的变量，看看它们如何影响猴子的自然行为。

“这两种方法都有优点和缺点，但我们在这里所做的有点结合了两个世界，”Testard说。“我们使用微创的无线神经记录设备来测量猴子自由移动和开展业务时的大脑活动。

研究小组在开放环境中连续两个半小时监测并记录了两只雄性猴子的活动。在每次会议期间，猴子在独处或与它们配对的女性伴侣互动之间交替。此外，一些观察结果涉及猴子与邻近个体的互动，或者实验者保持眼神交流的时间过长，以引起猴子的攻击性反应，为分析提供了一系列社会背景。

他们的实验设计的独特之处在于，该团队为男性安装了一组FDA批准的微小神经植入物，这些植入物通常对应于视觉处理的大脑区域，一个称为TEO的区域，以及另一个vlPFC，用于处理更需要认知的任务，如社交。

基于一个多世纪的神经科学文献，研究人员预计每个大脑区域的放电模式将讲述不同的故事 – TEO神经元将反映猴子所看到的，而vlPFC神经元将显示猴子对社会刺激的反应。“但是，令人惊讶的是，”Platt说，“vlPFC和TEO中的神经元活动非常相似，这表明并开启了一种可能性，即整个大脑在任何时候都在一起工作，以处理所有信息，使个人能够浏览他们的环境，并预测他们接下来应该采取什么行为。 谁在身边，以及他们对过去所有互动的记忆。这显示了我们以前无法看到的神经计划。

Testard指出的另一个关键发现是，当猴子被实验者及其伴侣激怒时，它们的压力减轻了，对压力源的神经反应也减少了，压力源是社会支持的神经相关性。更进一步，研究人员发现，当女性伴侣受到实验者的眩光时，压力反应中出现了“镜像”效应。

“从某种意义上说，这是镜像，男性表现出一种压力反应，这表明他是与实验者相遇的人，”泰斯塔德说，“这种效应可能对同理心至关重要。

泰斯塔德说，关键的发现是，猴子最喜欢的以牙还牙的行为有一种近乎完美的平衡：互相梳理毛发。

“我们跟踪了猴子数周，记录了每一次梳理，我们发现大脑实际上记录了这种社会关系中的提款和投资，”她说。

研究人员认为，这些信息可以扩展为提供对人类社会性的见解，并引用了分类账簿记可能出错的情况。普拉特将这比作两个朋友互相发送短信，但其中一个朋友没有那么积极响应，“一段时间后，发送消息无济于事的人开始感到被冷落，这导致这种关系开始破裂。

展望未来，普拉特正在努力扩大实验规模，以增加更多的猴子，以更好地反映它们所处的多维社会网络。他的实验室还对催产素和加压素等亲社会激素的作用感兴趣。

“当猴子感受到这些’爱’荷尔蒙的影响时，”他说，“其他人会如何反应，他们的大脑如何接受它？这项研究激发了很多想法，我们很高兴看到我们可以从这种神经元水平的秒到秒分辨率中解析出什么。

迈克尔·普拉特（Michael Platt）是宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院、艺术与科学学院和沃顿商学院的James S. Riepe Penn整合知识大学教授。

Camille Testard 是佩雷尔曼医学院神经科学研究生组的应届毕业生，也是宾夕法尼亚大学普拉特实验室的前成员。她目前是哈佛大学分子生物学系的博士后研究员。

其他作者包括宾夕法尼亚大学综合知识大学教授康拉德·科丁（Konrad Kording），他在佩雷尔曼医学院和工程与应用科学学院联合任职;宾夕法尼亚大学医学院的 Sébastien Tremblay、Felipe Parodi、Ron W. DiTullio、Arianna Acevedo-Ithier 和宾夕法尼亚大学兽医学院的 Kristin L. Gardiner。

这项研究得到了美国国立卫生研究院（Grants R01MH095894、R01MH108627、R37MH109728、R21AG073958、R01MH118203、866 R56MH122819 和 R01NS123054）、Blavatnik 家庭基金会奖学金、加拿大班廷奖学金和人类前沿科学计划奖学金的支持。