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灵长类动物的大脑,真的会“用进废退”|Science Advances

2022/5/11 16:07:37  阅读:283 发布者:

研究者发现,通过观察个体动物的理毛伙伴数量,可以预测与社会决策和同理心相关的大脑区域的大小。

社会生活与大脑结构之间有怎样的关系呢?来自美国宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)和法国国家健康与医学研究院(Inserm)干细胞与大脑研究所(Stem Cell and Brain Research Institute)领导的研究人员最近就朝着解析恒河猴身上的这种关联迈近了一步。

在发表于《科学进展》(Science Advances)的论文中,研究团队发现,通过分析这些非人类灵长类动物的社会关系数量,可以预测大脑负责社会决策和同理心的关键节点的大小。具体来说,拥有更多理毛伙伴(理毛是恒河猴之间直接而重要的关系)的恒河猴的颞上沟(STS)中部与腹侧非颗粒状岛叶更大。类似的关联在大脑结构与社会地位等其他变量之间并不存在。

“这是我们首次能够将一群活着的灵长类动物的社会生活复杂性与大脑结构联系起来,”宾夕法尼亚大学教授 Michael Platt 实验室的四年级博士生、该论文的第一作者 Camille Testard 说道。

Platt 说,早前对于人类社会网络的研究已经暗示了这种关系,“例如,有文献将杏仁核大小的变化与你的 Facebook 好友数量联系起来。但我们因为无法整日密切关注人们的社交互动,很难获得精细的数据。”

然而,对于在波多黎各海岸附近的圣地亚哥岛(Cayo Santiago)上生活着的恒河猴们,情况就不同了。Platt 和同事对这群自由自在生活的非人类灵长类动物进行了十多年的研究。该研究的一部分关注理毛伙伴以及研究它们更广泛的社交网络,代表着它们与之间接的互动。

例如,在飓风玛丽亚袭击该岛后,研究人员检查了恒河猴在资源有限的情况下是否扩大或缩小了它们的社交网络。Camille Testard 2018 年加入该实验室,领导了该研究的分析。研究发现这些动物变得更善于社交,更能接受彼此,除了已有的关系之外,它们之间还形成了新的关系。

在上述研究以及 Inserm 的合作者 Jérôme Sallet 之前的工作基础上,Testard 还设计了当前的研究。为此,研究团队记录了圣地亚哥岛由 68 只成年恒河猴组成的社交群体的详细互动,然后考察了五个因素:社会地位、理毛伙伴的数量、与其他猴子的身体距离、与网络中受欢迎的猴子的联系以及研究人员称为“中介性(betweenness)”的因素,即充当社交网络不连贯部分之间桥梁的能力。他们还收集了社会群体中每个个体的脑部扫描,包括 35 只幼年恒河猴和恒河猴婴儿。

通过分析成年恒河猴数据,Testard 和同事发现,拥有更多理毛伴侣的个体,STS 中部与腹侧非颗粒状岛叶更大。“找到的这些区域非常有意思,因为在人类中,它们以在社会认知中发挥重要作用而闻名,”Sallet 说,“我们还在另一项研究中确定了 STS 中部区域的活动受到其他个体行为可预测性的调控。”

针对恒河猴婴儿的研究则有一个意外的发现。根据 Testard 及其同事的说法,研究表明这种大脑结构的差异并非恒河猴出生时就具有的,而是随着发育产生的。

“建立和维持友谊所需要的技能是从父母那里获得的。你可能认为它在你出生时就已经被写入你的大脑,但它似乎更有可能从你所拥有的模式和互动中出现,”Platt说。“也许这意味着,如果你的母亲善于社交,并且你获得了这种社交能力,你的大脑就会像我们发现的那样发育。这很有趣。”

Sallet 认为,恒河猴大脑的这一差异在出生时尚不存在,这一点很能说明问题。“如果恒河猴大脑结构与社交能力的相关性在出生时与成年时一致,那么如果你是由一个非常受欢迎的母亲所生,你的大脑就会让你在以后的生活中变得更受欢迎。然而,我认为我们观察到的(大脑结构和社交能力的)变化是由我们的社会环境强烈驱动的,后者的作用可能比我们与生俱来的倾向性更显著。”

Platt 认为,尽管所有这些发现都来自自由放养的恒河猴,但它们可能与人类行为有联系,特别是可能帮助理解自闭症等神经发育障碍的问题。

然而,确定这种联系仍然遥遥无期。目前,该团队正在推进圣地亚哥岛恒河猴种群的额外研究,研究诸如飓风玛丽亚等自然灾害是否会影响动物的大脑结构,以及社会联系如何影响长期生存等。他们也将继续深入研究他们最近的发现。

“这不只是一个实验室现象。这是真实生活、真实世界,”Platt 说。“这项工作为了解这些动物如何导航提供了一个基线。在该领域完成的这项工作与我们长期以来在实验室中所做的工作相辅相成,这真是令人兴奋和欣慰。”

原文链接:

https://www.eurekalert.org/news-releases/949586

论文信息

【标题】Social connections predict brain structure in a multidimensional free-ranging primate society

 

【期刊】Science Advances

 

【作者】Testard, C., Brent, L.J., Andersson, J., Chiou, K.L., Negron-Del Valle, J.E., DeCasien, A.R., Acevedo-Ithier, A., Stock, M.K., Antón, S.C., Gonzalez, O. and Walker, C.S

 

【日期】13 April 2022

 

DOIhttps://doi.org/10.1126/sciadv.abl5794

 

【摘要】

 

Reproduction and survival in most primate species reflects management of both competitive and cooperative relationships. Here, we investigated the links between neuroanatomy and sociality in free-ranging rhesus macaques. In adults, the number of social partners predicted the volume of the mid–superior temporal sulcus and ventral-dysgranular insula, implicated in social decision-making and empathy, respectively. We found no link between brain structure and other key social variables such as social status or indirect connectedness in adults, nor between maternal social networks or status and dependent infant brain structure. Our findings demonstrate that the size of specific brain structures varies with the number of direct affiliative social connections and suggest that this relationship may arise during development. These results reinforce proposed links between social network size, biological success, and the expansion of specific brain circuits.

 

【链接】

 

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abl5794

转自:科研圈

 

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