心理学家和哲学家们长期以来一直认为模仿机制人类理解别人的想法。然而,这一复杂过程的神经基础没有被确认。杏仁核参与各种功能相关的社会行为以及自闭症。然而,还不清楚杏仁核神经元是否对高级社会知识有贡献,比如模仿其他个体的决定。最近的一项研究发现了一种神经元,这种神经元以前从未被描述过,它能主动地、自发地从其他个体的决策中学习,并模仿他们的心理过程。
作者推测,这些模仿神经元的功能障碍可能与社会知识的限制有关,这是自闭症的症状之一,通过过度活跃,可能会夸大他人,并在社交焦虑中扮演重要角色。
这项研究于4月14日发表在影响因子最高的期刊之一《细胞》上,是由英国剑桥大学的科学家Wolfram Schultz领导的一项研究的结果,该研究涉及到古斯塔沃·德科(Gustavo Deco), ICREA信息与通信技术系的研究教授和UPF的大脑与认知中心(CBC)主任。
这项研究表明,这些所谓的“模仿神经元”存在于杏仁核(大脑颞叶的神经细胞集合)中,它们允许动物(可能也包括人类)重建其社交伙伴的精神状态,从而预测他们的意图。
决策的模仿涉及到社会学习。
费比安·格拉本霍斯特(Fabian Grabenhorst),本研究第一作者,剑桥大学生理学、发育和神经科学系研究员,“我们开始寻找可能参与社会学习的神经元。我们惊讶地发现,杏仁核中的神经元不仅学习社会观察对象的价值,而且还利用这些信息来模仿伴侣的决定。”
对他人决策的模仿是社会学习中一个复杂的认知过程。例如,通过观察另一个人的觅食选择,我们可以知道什么食物值得选择。这些知识不仅与我们自己的决定有关,而且还帮助我们预测他人未来的决定。
在这项研究中,研究人员记录了猴子在参与观察性学习任务时杏仁核神经元的活动。两只猴子为一组,面对面,中间有一个触摸屏,动物们必须做出决定,如果他们想要得到奖励(果汁)。为了使他们的奖励最大化,这些动物必须学习并监控与屏幕上显示给他们的不同图像相关的奖励的可能性。这项研究允许动物观察他们的伴侣所做的选择,并学习每张图片的奖励价值。研究人员发现,一旦图像被调换,观察的动物可以利用这一知识,当记录的猴子选择。研究人员发现,一旦图像被调换,观察的动物可以利用轮到有记录的猴子选择的知识。
令人惊讶的是,当一只动物观察它的同伴时,观察者的杏仁核中的神经元似乎在做决策计算。这些神经元能够在做出决定之前对伴侣的选择的奖励价值做出预测,这与一个模仿的决策过程是一致的。重要的是要强调,这些活动模式是自发发生的,早在伙伴做出选择之前,而不需要观察者做出决定。
第一个杏仁核神经回路的计算模型。
根据得到的结果,科学家们建立了第一个涉及社会认知的杏仁核神经回路的计算模型。正如古斯塔沃·德科指出的那样,“当观察特定类型的神经元如何相互影响时,这个模型表明,杏仁核包含一个识别动物自身选择的“决策回路”和一个单独的“模仿回路”,后者计算对社会伙伴选择的预测”。
杏仁核内的模仿神经元和决策神经元相互交织。作者通过计算模型成功地区分了它们以及它们不同的功能,而这只有通过测量大量神经元的平均活动的人类大脑成像技术才能做到。
自闭症和社交焦虑,是同一枚硬币的两个面。
科学家们认为,模仿神经元功能的改变可能会使社会认知能力变差。这篇论文的第一作者Grabenhorst解释说:“如果模仿神经元不能正常工作,一个人可能无法有效地与他人的精神状态进行互动。我们对特定类型的神经元如何影响社会认知以及自闭症患者所面临的社会挑战知之甚少。通过识别心理模仿的神经元和特定回路的机制,我们的研究可能为这些条件提供新的思路”。