2021年1月27日

科学家识别对人类复杂的社会推理负责的个体神经元

科学家们首次确定了对人类社会推理至关重要的单个神经元。社会推理是一种认知过程，需要我们承认并预测他人隐藏的信念和想法。麻省总医院(MGH)和麻省理工学院(MIT)的一组神经科学家通过记录接受神经外科手术以减轻运动障碍(如帕金森病)症状的患者的神经元活动，罕见地观察了单个神经元如何代表他人的信念。他们的研究结果发表在自然。

研究人员正在研究一种非常复杂的社会认知过程思想理论。“”当我们互动时，我们必须能够形成关于另一个人的未列出的意图和思想的预测，“MGH Neurosurgeon和Paper的高级作者Ziv Williams，MD。”这种能力要求我们描绘某人信仰的心理图片，这涉及承认这些信仰可能与我们自己的不同和评估它们是真实还是假的。“一个简单的心态的例子：一个朋友似乎在她的生日那天悲伤。我可以推断她伤心，因为她没有因为她没有去参加礼物，或者她在成长的老年人感到不安。

这种社会推理过程在幼儿期间发展，并且是成功的社会行为的基础。据信，具有自闭症，精神分裂症，双相情感障碍和创伤性脑损伤的个体缺乏思想理论能力。

以前关于脑部理论涉及功能MRI研究的认知过程的研究，科学家观察大脑的哪些部分是活跃的，因为志愿者进行认知任务。但成像研究捕获了数以千计的神经元的活性。相比之下，威廉姆斯和他的同事记录了计算单个神经元- 神经外科的标准预备步骤，但符合新目的：提供神经元编码社会信息的详细情况。“个体神经元，即使在大脑的一个小面积内，也在做出非常不同的事情，并非所有这些都参与了社会推理，”威廉姆斯说。“如果没有进入单个单元格的计算，那么很难建立对复杂的理解认知过程潜在的人类社会行为以及这些行为在精神疾病中是如何出错的。”

在这项研究中，15名患者同意在接受神经外科手术进行深部脑刺激治疗运动障碍前执行简短的行为任务。当病人听简短的叙述并回答有关这些叙述的问题时，植入背内侧前额叶皮层的微型电极记录了单个神经元的行为。例如，让参与者看这样一个场景来评估他们如何看待别人对现实的看法:“你和汤姆看到桌子上有个罐子。汤姆离开后，你把罐子移到一个柜子里。汤姆认为这个罐子在哪里?”参与者在听完每个故事后，必须对其他人的信仰做出推论。该实验没有改变计划的手术方法或改变临床护理。

“我们的研究提供了支持单个神经元的思想理论的证据，”神经科学家和纸张的第一作者Mohsen Jamali，MD，博士说。“到目前为止，目前尚不清楚神经元是否能够执行这些社会认知计算。”例如，调查人员发现一些神经元专业化，例如，当评估另一个人的信仰是错误的时，只会响应。其他神经元编码信息以区分您的信仰与另一个人的信仰。其他神经元营造出特定项目的代表，例如杯子或食物，在故事中提到。一些神经元可以多任务，并不是专门用于社会推理。“每个神经元都编码了不同的信息位，”Jamali说。“通过组合所有的计算神经元，您获得了一个非常详细的表示，另一个信念的内容和准确预测它们是否是真或假的。“