复杂的社会凝视行为是灵长类动物的标志之一,这决定了它们主要以视觉为导向的社交互动,在非语言交流中发挥着独特的功能。
现实生活中的社交注视交互依赖于:
(1)将社交代理与非社交对象区分开来的能力;
(2)对自我或他人注视的持续监控;
(3)以行为偶然和交流的方式做出即时决定,看向或远离他人。
这些社交凝视互动的关键变量以及如何在大脑中计算仍然是一个悬而未决的问题。
近日,耶鲁大学心理系、耶鲁大学医学院神经科学研究所的SteveWCChang教授团队在Neuron在线发表论文,报道了灵长类动物大脑中前额叶皮层-杏仁核网络神经元参与复杂的社交凝视互动等行为。
重点:
这些神经元参与监控自我或他人的注视
这些神经元以特定于代理的方式编码相互的目光接触
社会注视互动在前额叶杏仁核网络中被广泛编码
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图1:实验设置、社交注视行为和记录站点
作者记录了现实生活中社交凝视互动中OFC、dmPFC、ACCG和BLA神经元的放电活动(图1F和1G),并总结了三大类回应。
与物体相比,一些细胞在观察面部时明显活动更多,而在眼睛和非眼睛面部之间表现出无关紧要的活动(图2Ai)。另一组细胞进一步区分了眼睛和非眼睛面部(图2Aii)。而第三组显示出比社交RO更高的对象活动(图2Aiii)。
在前额叶的三个区域中,OFC和dmPFC具有社会辨别能力的细胞比例高于ACCG,而BLA中这类神经元的比例最高(图2B)。
图2:单神经元对注视事件的反应、具有社会可辨别性和面部特征可辨别性的群体总结以及控制分析
与之形成鲜明对比的是,在所有四个区域中,眼睛与非眼睛面部的解码准确率总体上接近于随机(图3D),这再次证明了在现场社交凝视互动中,社交辨别力先于脸部特征的辨别力。
接下来,作者提出了前额叶-杏仁核网络中社会注视监控的单细胞机制,以促进和引导社交注视互动,使前额叶和杏仁核神经元不仅编码自己在社交注视互动中的注视位置,而且还监测他人的注视位置,这两个关键组成部分可以用来计算自己注视和他人注视之间的注视偏移量(图4)。这些社交凝视监测信号可能在代表特定凝视行为方面发挥关键作用,例如相互眼神接触。
图4:自我和他人视角下的社交凝视监测
在行为上,作者观察到成对的猴子之间的多次凝视交流,包括相互凝视和非相互凝视(图5A)。与非相互凝视的神经元相比,相当大比例的神经元不仅表现出对相互凝视的选择性,还表现出对发生相互凝视的特定同伴的交互环境的选择性。
图5:相互社交凝视行为和特定同伴的相互凝视选择性
最后,作者探寻了是否在重叠的神经元集合中存在上述发现的三个社会凝视信号(社交可辨别性、社交凝视监测和相互凝视选择性;图6A)。结果证实虽然一些神经元只发出社交凝视互动的一种特定信号,但其他神经元至少发出三种信号中的两种(图6B和6C)。
图6:通过社交凝视互动招募的部分重叠的神经元集合
总结
在这些脑区中,社交凝视交互的关键特征的单神经元实现是高比例且稳健的。这些社会凝视信号的广泛表现很可能表明灵长类动物的大脑在参与复杂的社会互动时受到的进化压力。
参考文献
DalMonteO,FanS,FaganNA,ChuCJ,ZhouMB,PutnamPT,NairAR,ChangSWC.Widespreadimplementationsofinteractivesocialgazeneuronsintheprimateprefrontal-amygdalanetworks.Neuron.2022May4:S0896-6273(22)00358-0.doi:10.1016/j.neuron.2022.04.013.Epubaheadofprint.PMID:35545090.