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“思维”神经元自发地预测社会伙伴的决定

英国和西班牙的合作科学家已经在灵长类大脑的杏仁核区域发现了一种先前未知类型的神经元,它可以模拟其他人发生的决策过程,有效地允许一只恒河猴重建另一只恒河猴的心理状态并预测其意图。 。由英国剑桥大学的Fabian Grabenhorst博士领导的研究人员表示,这种“模拟神经元”的功能障碍可能与患有自闭症和社交焦虑等疾病的人所经历的社会困难有关。

“思维”神经元自发地预测社会伙伴的决定

“我们开始寻找可能参与社会学习的神经元,”生理学,发育和神经科学系研究员Grabenhorst说。“我们惊讶地发现,杏仁核神经元不仅可以从社会观察中学习物体的价值,而且还可以利用这些信息来模拟伴侣的决定。”研究人员在一篇题为“灵长类动物杏仁核神经元激发决定”的论文中报告了他们在Cell中的发现。社会伙伴的过程。“

作者解释说,模拟他人做出的决策的能力是一种复杂的认知过程,植根于社会学习。例如,灵长类动物观察其小组其他成员做出的选择,以了解对象的奖励价值。个人可以从这些观察中学到什么有助于指导他们自己的决策,但也可以帮助他们预测其他人的决定。科学家写道:“例如,通过观察合作伙伴的觅食选择,灵长类动物可以了解哪些食物是有价值的,值得选择。”“反过来,了解合作伙伴如何评价特定对象可能有助于观察者对合作伙伴未来的决策进行建模。”

心理学家认为人类也使用模拟作为一种机制来帮助理解彼此的思想,但支撑这一复杂过程的神经学运作并不是很清楚。研究人员继续说,大脑中可能涉及的一个区域是杏仁核,它在社会行为中扮演着不同的角色,并且也与自闭症有牵连。然而,尚不清楚杏仁核中的神经元是否也可以促进更高级的社会认知,例如模拟他人的决定。“虽然杏仁核在社会行为中的作用通常用联想学习和社会感知来解释,但是杏仁核神经元是否也会导致更复杂的社会认知尚不清楚,”他们写道。

为了更详细地研究这一点,研究小组在社交背景下记录了恒河猴中单个杏仁核神经元的活动,其中包括将猴子置于他们观察和学习彼此基于奖励的选择的情况中。这些动物坐在彼此之间,在它们之间有一个触摸屏,并轮流做出选择以获得果汁奖励。为了最大化奖励,动物需要学习并跟踪与屏幕上显示的不同图片相关联的奖励概率。允许一只动物观察其伴侣的选择,并学习显示给他们的图片的奖励值。当角色被颠倒过来时,以前作为观察者的动物能够利用它所学到的东西来告知自己的选择。

结果表明,观察动物杏仁核中特定类型的神经元可以主动模拟伴侣的决策过程。观察者的杏仁核神经元有效地进行决策计算,首先比较合作伙伴选择选项的奖励值,然后发出合作伙伴可能选择的信号。这些神经元活动模式在伙伴的选择之前自发地发挥出来,即使观察者不需要做出决定。“这些数据表明,当猴子观察并从彼此的选择中学习时,杏仁核神经元从社会观察中获得对象特定的奖励值,并动态地将这些值转换为伴侣即将到来的选择的表示,”研究人员写道。

他们利用这些发现生成了杏仁核中涉及社会认知的神经回路的计算机模型。“...我们假设灵长类动物杏仁核中的独立决策系统可能会计算自己的选择并模拟社会伙伴的选择,”他们写道。由此产生的模型表明,杏仁核有一个“决定回路”,可以解决动物自己的选择,“模拟电路”输出对伴侣选择的预测。

作者写道:“我们发现,杏仁核神经元编码了从社会观察中学习的特定对象值,并在共同的代码中拥有自己的经验,作为合适的决策输入。”“不同的'模拟神经元'动态地将这些值转化为伴侣猴即将到来的选择的表示。除了选择预测之外,这些神经元编码了神经元决策计算的关键良好概念化特征,特别是在伴侣(但未记录猴子)的决定之前。

“模拟和决定神经元在杏仁核内紧密混合,”Grabenhorst说。“我们通过仔细检查一个神经元,设法区分它们和它们的不同功能。对于测量大量神经元平均活动的人脑成像技术来说,这是不可能实现的。“

研究人员表示,他们的研究结果还将杏仁核神经元在决策过程中的功能,杏仁核在社会行为中的众所周知的作用以及自闭症和其他以非典型社会认知为特征的其他疾病(如社交焦虑)的作用联系在一起。模拟神经元或其输入的功能障碍可能通过降低个体与他人心理状态相关的能力来阻碍社会行为,而杏仁核缺乏神经元刺激可能“在一些自闭症患者的社交沟通能力差中发挥作用”作者评论说:“相反,杏仁核神经元过度活跃可能会”夸大其他人心理过程的自发模拟“,这可能导致社交焦虑的典型症状。

“我们对特定神经元类型如何促成社会认知以及自闭症患者所面临的社会挑战知之甚少,”Grabenhorst说。“通过识别心理模拟的特定神经元和电路机制,我们的研究可能会为这些条件提供新的见解。”

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