text":"如果你在聚会上伸手去拿最后一块披萨 ， 同时看到另一只手在拿它 ， 你的下一步行动可能取决于你的感受和这只手属于谁 。 你的小妹妹——你可以去拿披萨 。 你的老板——你可能更有可能退后一步 ， 放弃那份工作 。 但如果你饿了 ， 感觉特别自信 ， 你可能会去 。
现在 ， 索尔克的研究人员已经深入了解哺乳动物大脑如何编码社会等级并利用这些信息来塑造行为——例如是否为最后一块披萨而战 。 研究小组发现 ， 在参加比赛的老鼠中 ， 大脑活动的模式因对方动物的社会等级而异 。 此外 ， 科学家们可以使用大脑读数来准确预测哪种动物会赢得食物奖励——胜利者并不总是在社会上更具主导地位的动物 ， 而是更具有“获胜心态”的动物 。 该研究结果于2022 年 3 月 16 日发表在《自然》杂志上 。
“大多数社会物种将自己组织成指导每个人行为的等级制度 ， ”资深作者、索尔克系统神经生物学实验室教授和霍华德休斯医学研究所研究员 Kay Tye 说 。 “了解大脑如何调节这一点可能有助于我们了解社会等级、孤立和精神疾病之间的相互作用 ， 例如抑郁、焦虑甚至药物滥用 。 ”
研究人员已经知道 ， 称为内侧前额叶皮层（mPFC）的大脑区域负责代表哺乳动物的社会等级 。 小鼠 mPFC 的改变会改变动物的支配行为 。 但目前尚不清楚 mPFC 如何表示这些信息以及哪些神经元（如果有）参与改变支配行为 。
在这项新研究中 ， Tye 和她的团队让四只老鼠一组共享一个笼子 ， 让社会等级自然发展——一些动物变得更占主导地位 ， 而另一些则变得更从属 。 然后 ， 研究人员选择了成对的同居小鼠 ， 以“循环赛”的比赛形式竞争食物奖励 。
【大脑如何编码社会等级和“获胜心态”】为了捕捉动物的大脑活动 ， 以及它们在比赛中难以测量的轻微行为差异 ， 研究人员率先推出了几项新技术 。 他们使用新的无线设备记录自由漫游动物的大脑活动 ， 并开发了一种多动物人工智能跟踪工具 ， 以跟踪小鼠随时间的运动 ， 即使两只动物看起来相同 。 最后 ， 他们转向新的建模方法来分析数据 。
科学家们发现 ， 一旦老鼠配对 ， 它们的 mPFC 中神经元的活动就可以预测 - 90% 的确定性 - 他们的对手的排名 。
“我们预计这些动物可能只有在听到哔哔声开始比赛时才会发出排名信号 ， ”共同第一作者、佛罗里达大学助理教授南希·帕迪拉-科里亚诺说 ， 她在博士后期间开展了这项工作 。 索尔克的同事 。 “但事实证明 ， 动物一直在大脑中带着这种社会等级的表现四处走动 。 ”
当研究人员接下来询问 mPFC 神经元的活动是否与行为相关时 ， 他们发现了一些令人惊讶的事情 。 大脑活动模式与行为的轻微变化有关 ， 例如老鼠的移动速度 ， 它们还可以预测——在比赛开始前整整 30 秒——哪只老鼠会赢得食物奖励 。
虽然通常预测更占优势的老鼠会获胜 ， 但有时该模型准确地预测了从属动物会获胜 。 该团队表示 ， 该模型正在捕捉竞争成功 ， 或者某些人可能称之为“获胜心态” 。
就像你有时可能会处于一种更有竞争力的情绪并且更有可能在你的老板面前抢走披萨片一样 ， 一只从属的老鼠可能比一只更占主导地位的动物更有“获胜的心态”并最终获胜 。
研究人员发现 ， 与社会等级和竞争成功相关的 mPFC 区域彼此相邻 ， 并且高度相关 。 他们说 ， 社会等级的信号会影响参与竞争成功的大脑状态 。 换句话说 ， 当面对阿尔法老鼠时 ， 下属动物的信心和“获胜心态”可能会部分减弱 。
“这是我们第一次能够捕捉到这些将社会等级与行为联系起来的内部状态 ， ”Tye 实验室的研究生、该论文的共同第一作者 Kanha Batra 说 。 “在任何时间点 ， 我们都可以使用这些内部状态预测动物大脑活动的下一步行动 。 ”
研究人员还表明 ， 当动物在竞争中而不是在单独收集奖励时 ， 大脑活动会发生变化 。 然而 ， 即使动物独自一人 ， 仍然可以从大脑活动中解码动物生活群体的社会等级 。
“这些进一步的证据表明 ， 当我们与他人在一起时 ， 与我们独自一人时相比 ， 我们处于不同的大脑状态 ， ”Wylie Vale 主席的持有人 Tye 说 。 “不管你和谁在一起 ， 如果你意识到你周围的其他人 ， 你的大脑正在使用不同的神经元 。 ”
接下来 ， 科学家们将研究动物的社会等级表征是如何以及何时在大脑中首次发展的 ， 以及其他类型的行为是如何受到影响的 。
