Мозг обезьян синхронизируется при совместном выполнении моторной задачи

Новое исследование Университета Дьюка, опубликованное 29 марта в журнале Scientific Reports, показывает, что зеркальное отражение действий у обезьян также зависит от социальных факторов, таких как близость к другим особям, социальная иерархия и конкуренция за пищу.

Исследователи обнаружили, что когда пары обезьян взаимодействовали в ходе социальной задачи, в мозге обоих животных наблюдались эпизоды высокой синхронизации: группы нейронов в моторной коре каждого животного имели тенденцию активироваться одновременно. Это явление известно как межмозговая корковая синхронизация (interbrain cortical synchronization, ICS).

Метод исследования

Учёные создали многоканальную беспроводную систему для одновременной записи электрической активности сотен нейронов в моторной коре двух обезьян, взаимодействующих в одном пространстве.

Задача:

  • Одна обезьяна («пассажир») сидела в электронной инвалидной коляске, запрограммированной на движение к награде (винограду) через комнату.
  • Вторая обезьяна («наблюдатель») находилась в комнате и наблюдала за траекторией движения первой.

Результаты

  • Эпизоды ICS могли предсказать местоположение коляски «пассажира» в комнате, её скорость, а также близость животных друг к другу и к награде.
  • Ключевой вывод: ICS могла предсказать социальный ранг обезьян в колонии.
    • Когда доминирующая обезьяна двигалась к награде под наблюдением подчинённой, величина ICS неуклонно росла по мере их сближения. Пик синхронизации наступал на расстоянии около трёх футов (~90 см).
    • Когда «пассажиром» была подчинённая обезьяна, а доминирующая наблюдала, ICS не увеличивалась по мере их сближения.

Значение и перспективы

Исследователи полагают, что эпизоды ICS генерировались одновременной активацией зеркальных нейронов в мозге обоих животных. Подобная корреляция между синхронизацией мозга и социальным взаимодействием может происходить и у людей.

Это открывает новые возможности:

  • Диагностика и лечение: Новые подходы к состояниям, где нейронное зеркальное отражение может нарушаться (например, при расстройствах аутистического спектра).
  • Оценка групповой работы: Неинвазивное измерение ICS у людей может показать, насколько эффективно взаимодействуют профессиональные спортсмены, музыканты или танцоры, а также уровень вовлечённости аудитории.
  • Изучение социальной сплочённости: Понимание того, какие виды тренировок улучшают синхронизацию мозга и командную работу.

Планируются дальнейшие исследования синхронизации мозга у людей с использованием функциональной МРТ и электроэнцефалографических шапочек.

2018-03-29