——習(xí)近平總書記在致中國(guó)科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國(guó)科學(xué)院辦院方針
語(yǔ)音播報(bào)
狨猴爸爸背著兩只狨猴寶寶 中科院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心供圖
“路見(jiàn)不平,拔刀相助”與“見(jiàn)義勇為,無(wú)私奉獻(xiàn)”是否只有人類世界才存在?這種利他行為背后的神經(jīng)科學(xué)機(jī)制又有何意義呢?我國(guó)科學(xué)家的一項(xiàng)最新成果為我們提供了答案。
中科院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心、上海腦科學(xué)與類腦研究中心、神經(jīng)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室非人靈長(zhǎng)類研究平臺(tái)龔能團(tuán)隊(duì)與梁智鋒團(tuán)隊(duì)通過(guò)新建一種客觀評(píng)價(jià)狨猴利他行為的實(shí)驗(yàn)范式,結(jié)合清醒狨猴功能磁共振成像的方法,發(fā)現(xiàn)“猴寶寶”的叫聲可以特異性激活狨猴父母相關(guān)的大腦皮層腦區(qū),使當(dāng)了父母的狨猴“解救他人”的利他行為概率顯著提高。
此研究提供了一個(gè)理想的研究家庭利他行為的非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型,為進(jìn)一步探索利他行為的神經(jīng)機(jī)制提供了基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果近日在線發(fā)表于《當(dāng)代生物學(xué)》。
從“自我認(rèn)知”到“利他行為”
“通過(guò)我們自己獨(dú)創(chuàng)的行為學(xué)范式,利用非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型,來(lái)研究人類高等認(rèn)知功能,是我們實(shí)驗(yàn)室的研究特色?!饼從芨嬖V《中國(guó)科學(xué)報(bào)》,“如果說(shuō)以往對(duì)恒河猴(獼猴的一種)照鏡子行為的研究是了解靈長(zhǎng)類動(dòng)物認(rèn)知自我的能力,那么我們這項(xiàng)研究是了解靈長(zhǎng)類動(dòng)物認(rèn)知他人的能力?!?/p>
利他行為是一種自愿的、對(duì)其他個(gè)體有利、但對(duì)自身沒(méi)有益處甚至付出代價(jià)的一種行為,在人類社會(huì)中廣泛存在。利他行為在以往研究中,由于缺乏合適的模式動(dòng)物,研究主要以人類為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,但無(wú)法進(jìn)行侵入式操作來(lái)研究神經(jīng)環(huán)路問(wèn)題;也有少量研究采用嚙齒類動(dòng)物作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,但嚙齒類動(dòng)物社會(huì)性弱、行為模式單一,存在明顯弊端。
“狨猴是研究利他行為的理想非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物模型。” 龔能解釋說(shuō),“狨猴作為一種高度社會(huì)化的非人靈長(zhǎng)類動(dòng)物,具有與人類相似的一夫一妻制家庭結(jié)構(gòu),它們共同撫育后代,狨猴間存在食物分享、相互幫助、安撫等豐富的社會(huì)行為。此外,狨猴體形小,約300~500克重,便于我們開(kāi)展很多實(shí)驗(yàn)操作。和群居的獼猴相比,狨猴更適合我們開(kāi)展利他行為特別是家庭內(nèi)利他行為的研究?!?/p>
孤島實(shí)驗(yàn):幼吾幼以及人之幼
研究人員建立了基于解救行為的實(shí)驗(yàn)范式:將一只狨猴“囚禁”在四周被水包圍的“孤島”中,在岸上的另一只狨猴作為潛在的施救者,需要克服困難跳入“孤島”中開(kāi)門將被“囚禁”者救出,回到安全的岸上。
研究人員發(fā)現(xiàn),有“猴寶寶”的狨猴家庭成員(父母、哥哥姐姐)對(duì)解救活動(dòng)都表現(xiàn)出高度的積極性,不管是自家的還是別人家的“猴寶寶”。如果用食物替換“猴寶寶”,狨猴們則不跳入孤島去獲取食物。顯然,解救行為具有很強(qiáng)的目的性,救“猴寶寶”的動(dòng)機(jī)甚至大于獲取食物的基本生理需求。
有趣的是,研究發(fā)現(xiàn),解救行為的發(fā)生概率隨著“猴寶寶”年齡的增加而減少,當(dāng)“猴寶寶”長(zhǎng)到兩個(gè)月大之后,狨猴爸爸媽媽就不再“出手相救”。
研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn),單一的“猴寶寶”叫聲(不管是自家的還是別人家的“猴寶寶”的叫聲)就可以直接誘導(dǎo)成年狨猴采取解救行為;更有意思的是,“猴寶寶”的叫聲還可以促進(jìn)狨猴父母之間的互相解救,而沒(méi)有“猴寶寶”的狨猴配偶之間很少有互相解救的行為。
據(jù)研究人員介紹,以上所有解救行為只存在于擁有“猴寶寶”的狨猴家庭,而在新配對(duì)未生育的狨猴家庭和“猴寶寶”已經(jīng)長(zhǎng)大的狨猴家庭中則幾乎沒(méi)有類似解救行動(dòng)。研究結(jié)果表明,家庭中“猴寶寶”的存在可以促進(jìn)狨猴家庭成員的利他行為。
為“利他行為”神經(jīng)機(jī)制研究提供基礎(chǔ)
“利他行為是一種高級(jí)認(rèn)知功能,我們開(kāi)發(fā)了一個(gè)非人靈長(zhǎng)類狨猴模型,希望利用這個(gè)模型,可以研究人類利他行為的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制?!?龔能說(shuō)。
研究人員通過(guò)功能磁共振成像的方式,發(fā)現(xiàn)有“猴寶寶”的狨猴父母聽(tīng)到“猴寶寶”的持續(xù)叫聲時(shí),其聽(tīng)皮層和島葉皮層等腦區(qū)會(huì)被特異性激活,而家中沒(méi)有“猴寶寶”的成年狨猴的相關(guān)腦區(qū)沒(méi)有被明顯激活。
研究表明,這些腦區(qū)可能與利他行為有關(guān),為進(jìn)一步探索利他行為的神經(jīng)機(jī)制提供了基礎(chǔ)。
“在一些患者中,比如,自閉癥和反社會(huì)型人格障礙的患者往往表現(xiàn)出一定程度的利他行為異常,我們的成果也可能為這些精神類疾病提供新的治療思路?!饼從苷f(shuō)。
“需要指出的是,盡管狨猴具有和人類相似的一夫一妻結(jié)構(gòu),但狨猴的家庭和人類的家庭還是有很大不同。例如,狨猴家庭內(nèi)‘一夫一妻’的社會(huì)結(jié)構(gòu),由其生理激素導(dǎo)致,而不是一種社會(huì)選擇的結(jié)果。通過(guò)比較研究狨猴和人類家庭的相同和不同之處,我們可以對(duì)家庭結(jié)構(gòu)、家庭內(nèi)部關(guān)系、利他行為等有進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和研究?!?龔能補(bǔ)充道。
相關(guān)論文信息:https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.07.045
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