Η μελέτη των νυχτερίδων αποκαλύπτει τα μυστικά του κοινωνικού μυαλού

Μια νέα μελέτη από νευροεπιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Μπέρκλεϋ, χρησιμοποίησε ασύρματες νευρικές εγγραφές αιγυπτιακών νυχτερίδων για να δώσει μια εικόνα του τρόπου με τον οποίο ο εγκέφαλος των κοινωνικών ζώων επεξεργάζεται πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις ομάδων. Πίστωση: Michael Yartsev

Είτε συζητάτε με φίλους σε ένα δείπνο είτε διοργανώνετε μια συνάντηση υψηλού επιπέδου στη δουλειά, η επικοινωνία με άλλους στην ομάδα απαιτεί ένα σύνθετο σύνολο νοητικών εργασιών. Ο εγκέφαλός μας πρέπει να παρακολουθεί ποιος μιλάει και τι λέγεται, καθώς και ποια μπορεί να είναι η σχέση μας με αυτό το άτομο – γιατί, τελικά, πιθανότατα δίνουμε στη γνώμη του καλύτερου φίλου μας μεγαλύτερη βαρύτητα από αυτή ενός τελείως αγνώστου.


Μια μελέτη που δημοσιεύτηκε σήμερα στο περιοδικό Επιστήμη Παρέχει την πρώτη ματιά στο πώς οι εγκέφαλοι των κοινωνικών θηλαστικών επεξεργάζονται αυτούς τους τύπους σύνθετων αλληλεπιδράσεων ομάδων.

Σε αυτή τη μελέτη, νευροεπιστήμονες στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, Μπέρκλεϋ, χρησιμοποίησαν ασύρματες νευρωνικές συσκευές εγγραφής για να παρακολουθήσουν τη δραστηριότητα του εγκεφάλου των αιγυπτιακών νυχτερίδων καθώς αλληλεπιδρούσαν ελεύθερα σε ομάδες, μερικές φορές εκφωνώντας ο ένας τον άλλον με δυνατές κραυγές και γκρίνιες.

Ο συγγραφέας της μελέτης Maimon Rose, μεταπτυχιακός φοιτητής στο εργαστήριο NeuroBat στο UC Berkeley, δήλωσε. “Ωστόσο, πολλά κοινωνικά θηλαστικά, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, συνήθως αλληλεπιδρούν σε ομάδες. Αιγυπτιακές νυχτερίδες με φρούτα, συγκεκριμένα, τους αρέσει να αλληλεπιδρούν μέσα σε μεγάλες αποικίες”.

Παρακολουθώντας ποιες νυχτερίδες μιλάνε και συγχρόνως μετρώντας τη νευρωνική δραστηριότητα σε πραγματικό χρόνο τόσο σε λεκτικές νυχτερίδες όσο και σε νυχτερίδες ακρόασης, οι ερευνητές μπόρεσαν να αποκωδικοποιήσουν πώς οι νευρώνες στον μετωπιαίο φλοιό των νυχτερίδων διαφοροποιούνταν μεταξύ των ήχων που έβγαζαν άλλοι, καθώς και πώς νυχτερίδες διακρίνονται μεταξύ τους διαφορετικοί άνθρωποι στην ομάδα.

Όταν συνέκριναν τις νευρικές εγγραφές μεταξύ διαφορετικών νυχτερίδων, διαπίστωσαν επίσης ότι η εγκεφαλική δραστηριότητα συσχετίστηκε πολύ όταν η νυχτερίδα έκανε έναν ήχο. Παραδόξως, διαπίστωσαν ότι οι συνδέσεις που παράγονται από νυχτερίδες που ήταν πιο «φιλικές» – εκείνες που περνούσαν περισσότερο χρόνο σε κοντινή απόσταση με άλλους – παρήγαγαν υψηλότερο βαθμό συνδέσεων μεταξύ των εγκεφάλων των μελών της ομάδας.

Μία από τις μεταπτυχιακές μελέτες είπε: “Άλλες μελέτες στη νευροεπιστήμη προσπάθησαν να εξετάσουν μεμονωμένα μικρά τμήματα αυτών των αλληλεπιδράσεων. Για παράδειγμα, μια μελέτη μπορεί να εξετάσει πώς ανταποκρίνονται οι νευρώνες όταν μιλάει κάποιος άλλος και στη συνέχεια μια ξεχωριστή μελέτη μπορεί να εξετάσει πώς ανταποκρίνονται οι νευρώνες όταν μιλούν. αυτό το άτομο ». Ο συγγραφέας είναι ο Michael Yartsev, επίκουρος καθηγητής νευροεπιστήμης και βιομηχανικής στο UC Berkeley. “Αυτή η μελέτη είναι η πρώτη που συγκεντρώνει όλα αυτά τα κομμάτια για να αποκτήσει μια πλήρη εικόνα της επικοινωνίας μέσα σε μια κοινωνική ομάδα.”

Χιλιάδες τσακωμένοι συγκάτοικοι

Όπως οι άνθρωποι, οι αιγυπτιακές νυχτερίδες είναι εξαιρετικά κοινωνικά πλάσματα. Αφού πέρασαν μεγάλες νύχτες πετώντας 10 μίλια ή περισσότερο σε αναζήτηση ώριμων φρούτων, αυτά τα νυχτερινά ζώα περνούν τις ώρες της ημέρας συσκευασμένες σε σπηλιές και στενές ρωγμές μαζί με εκατοντάδες ή χιλιάδες άλλες νυχτερίδες. Δεν προκαλεί έκπληξη, οι μελέτες δείχνουν ότι αυτές οι νυχτερίδες συνήθως τσακώνονται για φαγητό, χώρο ύπνου και προσπάθειες ζευγαρώματος.

“Αυτές οι νυχτερίδες είναι πολύ μακρόβιες-ζουν περίπου 25 χρόνια-και περνούν ολόκληρη τη ζωή τους ουσιαστικά στην κοινωνική ζωή αυτής της ομάδας”, δήλωσε ο Yartsev. “Έτσι, η ικανότητα να ζουν μαζί σε μια ομάδα και να επικοινωνούν μεταξύ τους είναι ένα εγγενές χαρακτηριστικό της ζωής τους.”

Ακόμη και σε εργαστηριακά περιβάλλοντα, οι νυχτερίδες φαίνεται να προτιμούν την άνεση ενός πλήθους, συνήθως περνώντας τον περισσότερο χρόνο τους σωματικά πιεζόμενοι ο ένας τον άλλον σε μια σφιχτή ομάδα. Αξιοσημείωτο, εκτός από το να κάνουν ήχους κλικ στο echolocation, οι αιγυπτιακές νυχτερίδες δεν ασχολούνται με οποιαδήποτε μορφή επικοινωνίας από απόσταση και φαίνεται να μιλούν μόνο με άλλες νυχτερίδες όταν στριμώχνονται μαζί.

“Αν επισκεφθείτε αυτές τις σπηλιές νυχτερίδων, μπορείτε να ψάξετε και να δείτε δεκάδες χιλιάδες ζώα”, δήλωσε ο Yartsev. «Επομένως, δεν θα είχε πραγματικά νόημα μια νυχτερίδα να φωνάζει μέσα από τη σπηλιά σε μια άλλη νυχτερίδα».

Η συνήθεια των νυχτερίδων να φωνάζουν μόνο μέσα σε στενές κοινωνικές ομάδες τις καθιστά ιδανικά θέματα για να μελετήσουν την ομαδική επικοινωνία, διότι εάν ένα ρόπαλο καλεί ενώ βρίσκεστε σε μια ομάδα, αυτή η επικοινωνία είναι πιθανώς ενδεικτική κοινωνικής επαφής. Ωστόσο, αυτή η συμπεριφορά είναι επίσης μία από τις πολλές τεχνικές προκλήσεις της ερευνητικής ομάδας, δήλωσε ο συν-συγγραφέας της μελέτης Boaz Steer, μεταδιδακτορικός ερευνητής στο Εργαστήριο NeuroBat.

“Ένα από τα μεγάλα προβλήματα ήταν η προσπάθεια να προσδιοριστεί ποια νυχτερίδα κάνει ήχο, επειδή περνούν το χρόνο τους σε στενές ομάδες και μερικές φορές αποκλείονται ο ένας από τον άλλον”, δήλωσε ο Steer. «Παρόλο που έχουμε κάμερες υψηλής ανάλυσης που καταγράφουν από διαφορετικές οπτικές γωνίες και πολλά μικρόφωνα τριγύρω, μπορεί να είναι δύσκολο να πούμε ποια νυχτερίδα καλεί σε ποιο ακριβώς σημείο».

Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, τέσσερις έως οκτώ νυχτερίδες αφέθηκαν να αλληλεπιδράσουν ελεύθερα σε ένα σκοτεινό δοχείο στο εργαστήριο και τους επιτράπηκε να μιλήσουν αυθόρμητα. Για να προσδιορίσει με ακρίβεια ποια νυχτερίδα εκπέμπει κάθε τόνο, η ομάδα ανέπτυξε ασύρματους αισθητήρες κραδασμών που οι νυχτερίδες μπορούν να φορούν στο λαιμό τους, σχεδόν σαν περιδέραια, που μπορούν να ανιχνεύσουν κραδασμούς που συμβαίνουν όταν η νυχτερίδα κάνει μια κλήση.

«Αυτοί οι αισθητήρες κραδασμών, σε συνδυασμό με την ικανότητά μας να καταγράφουμε ασύρματα νευρικά δεδομένα από πολλές νυχτερίδες ταυτόχρονα, μας επέτρεψαν να δημιουργήσουμε αυτήν την εμπειρία στην οποία οι νυχτερίδες μπορούν να δρουν ελεύθερα και να επικοινωνούν αυτόματα», δήλωσε ο Steer. «Το να συνεργαστούμε όλα αυτά τα τεχνικά πράγματα ήταν πολύ δύσκολο, αλλά μας επέτρεψε να θέσουμε αυτές τις πολύ σημαντικές ερωτήσεις».

Σε ένα πείραμα, οι ερευνητές χρησιμοποίησαν μια υπέρυθρη κάμερα για να παρακολουθήσουν τις θέσεις των νυχτερίδων καθώς αλληλεπιδρούν με την κοινότητα μέσα σε ένα σκοτεινό περίβλημα. Διαπίστωσαν ότι ενώ οι περισσότερες νυχτερίδες προτιμούν να περνούν τον περισσότερο χρόνο τους συναθροιζόμενοι με άλλες νυχτερίδες, μερικές «λιγότερο φιλικές» νυχτερίδες συχνά απομακρύνονται από την ομάδα – και όταν αυτές οι λιγότερο φιλικές νυχτερίδες φωνάζουν, οι κλήσεις τους δεν προκάλεσαν εγκεφαλικά κύματα από άλλες νυχτερίδες. για να “συγχρονίσω” έκανα επίσης κλήσεις από τις πιο φιλικές νυχτερίδες. Πίστωση: NeuroBat. Lab

Νευρώνες για τον εαυτό και τους άλλους

Σε ένα σύνολο πειραμάτων, οι ερευνητές επέτρεψαν σε ομάδες τεσσάρων ή πέντε νυχτερίδων να αλληλεπιδρούν ελεύθερα μέσα σε ένα σκοτεινό δοχείο στο εργαστήριο, παρακολουθώντας προσεκτικά τους ήχους και τη δραστηριότητα του εγκεφάλου κάθε νυχτερίδας.

Διαπίστωσαν ότι μέσα στον μετωπιαίο φλοιό κάθε νυχτερίδας – μια περιοχή που είναι γνωστό ότι εμπλέκεται στη διαμεσολάβηση κοινωνικών συμπεριφορών σε ζώα και ανθρώπους – ενεργοποιήθηκαν ξεχωριστές ομάδες νευρώνων, ανάλογα με το ποιες νυχτερίδες εκφωνήθηκαν στην ομάδα. Με άλλα λόγια, οι φωνητικές εκφράσεις από μια νυχτερίδα θα διεγείρουν τη δραστηριότητα σε μια ομάδα νευρώνων, ενώ οι φωνήσεις από διαφορετική νυχτερίδα θα διεγείρουν μια διαφορετική ομάδα νευρώνων. Αυτές οι συσχετίσεις ήταν τόσο ισχυρές που μετά τον προσδιορισμό των ομάδων νευρώνων που αντιστοιχούσαν με νυχτερίδες, οι ερευνητές μπόρεσαν να προσδιορίσουν ποιες νυχτερίδες μιλούσαν κοιτάζοντας τη νευρική δραστηριότητα άλλων νυχτερίδων.

“Αυτό που ενδιαφέρθηκε για αυτούς τους μεμονωμένους νευρώνες ήταν:” Να καλέσω; ” Or καλεί κάποιος άλλος; Δεν έχει σημασία τι τύπος τραγούδι Ένας άλλος “Steer” είπε νευρικά κύτταρα Sensitiveταν ευαίσθητοι μόνο όταν μια συγκεκριμένη ρακέτα μιλούσε μέσα στην ομάδα ».

Προηγούμενες εργασίες από το εργαστήριο NeuroBat έδειξαν ότι τα μυαλά των νυχτερίδων τείνουν να συγχρονίζονται όταν κοινωνικοποιούνται. Σε αυτή τη μελέτη, οι συγγραφείς ανακάλυψαν ότι κατά τη φωνητική επικοινωνία, ολόκληρη η ομάδα συγχρονίζεται μαζί. Αυτό το φαινόμενο δεν παρατηρήθηκε όταν οι νυχτερίδες άκουγαν απλά να παίζουν τους ίδιους ήχους, υποδηλώνοντας ότι αυτό το φαινόμενο ήταν συγκεκριμένο για την ενεργό επικοινωνία που συμβαίνει μεταξύ των μελών της ομάδας.

Είναι ενδιαφέρον ότι ο βαθμός σύνδεσης μεταξύ των εγκεφάλων των μελών της ομάδας φαίνεται να εξαρτάται από το ποια νυχτερίδα μιλάει, με μερικές νυχτερίδες να έχουν ισχυρότερο συγχρονισμό με συγκεκριμένα άτομα. Αξιοσημείωτα, αυτά τα δια-εγκεφαλικά πρότυπα παρέμειναν για εβδομάδες, πιθανώς αντιπροσωπεύοντας σταθερές κοινωνικές σχέσεις μεταξύ των ατόμων.

Για να κατανοήσουμε καλύτερα πώς επηρεάζει η κοινωνική δυναμική εγκεφαλική δραστηριότηταΣτη μελέτη, οι ερευνητές πραγματοποίησαν ένα ξεχωριστό σύνολο πειραμάτων στα οποία επιτρέπεται σε οκτώ νυχτερίδες να αλληλεπιδρούν ελεύθερα σε ένα μεγαλύτερο περίβλημα. Εκτός από την παρακολούθηση των ήχων και της νευρικής δραστηριότητας κάθε νυχτερίδας, παρακολούθησαν επίσης τη χωρική θέση κάθε νυχτερίδας σε σχέση με τις άλλες νυχτερίδες της ομάδας.

“Οι νυχτερίδες μπορούν να αναγνωρίσουν άλλες μεμονωμένες νυχτερίδες και να δημιουργήσουν σταθερές κοινωνικές σχέσεις μαζί τους, ακόμη και για μεγάλα χρονικά διαστήματα και σε διαφορετικές συνθήκες”, δήλωσε ο Rose. «Και επειδή είχαμε αυτή την ομάδα νυχτερίδων, αποφασίσαμε να παρακολουθήσουμε τις τοποθεσίες τους σε μια μεγαλύτερη περιοχή για να δούμε αν αυτό θα μας έλεγε κάτι για τις κοινωνικές τους σχέσεις – ποιος άρεσε ποιος, ποιοι ήταν οι πιο κοινωνικοί νυχτερίδες και οι λιγότερο κοινωνικοί νυχτερίδες».

Διαπίστωσαν ότι ενώ οι περισσότερες νυχτερίδες «μέσα στην ομάδα» περνούσαν σχεδόν όλο τον χρόνο τους συναθροιζόμενοι με άλλες νυχτερίδες, δύο «εκτός ομάδας» νυχτερίδες περνούσαν περισσότερο χρόνο στο πλάι, χωρισμένες από την ομάδα. Παραδόξως, η ομάδα διαπίστωσε επίσης ότι η κατάσταση των νυχτερίδων εντός ή εκτός της ομάδας επηρέασε τη νευρική δραστηριότητα άλλων νυχτερίδων κατά τη διάρκεια της φωνητικής.

“Διαπιστώσαμε ότι όταν οι νυχτερίδες μιλούσαν στο σύμπλεγμα, έβγαζαν μια πιο ακριβή νευρική αναπαράσταση της ταυτότητάς τους σε άλλες νυχτερίδες και επίσης προκάλεσαν ένα πολύ υψηλότερο επίπεδο συγχρονισμού του εγκεφάλου εντός του συμπλέγματος”, δήλωσε ο Rose. “Έτσι, ενώ δεν είναι απολύτως σαφές τι ακριβώς συμβαίνει, η συμπεριφορά των νυχτερίδων εκτός συμπλέγματος φαίνεται να αλλάζει τη νευρική τους αναπαράσταση στον εγκέφαλο άλλων νυχτερίδων”.

Η κατανόηση των νευρωνικών θεμελιωδών λόγων για τον οποίο ορισμένα άτομα μπορούν να περιηγηθούν σχεδόν σε οποιαδήποτε κοινωνική κατάσταση με ευκολία, ενώ άλλα συνεχώς εξοστρακίζονται ή παρεξηγούνται, θα μπορούσε να έχει σημαντικές επιπτώσεις στη βελτίωση της ψυχικής υγείας ενός ατόμου, είπε ο Yartsev. Ελπίζει ότι η μελέτη θα εμπνεύσει τους νευροεπιστήμονες να ρίξουν μια πιο ολοκληρωμένη ματιά στην ομαδική επικοινωνία με άλλα κοινωνικά θηλαστικά.

«Συχνά, στη νευροεπιστήμη, μας αρέσει να ακολουθούμε μια απλοϊκή προσέγγιση και να επικεντρωνόμαστε σε ένα συστατικό μιας πολύπλοκης διαδικασίας κάθε φορά», δήλωσε ο Yartsev. “Αλλά στην πραγματικότητα, ο κοινωνικός κόσμος είναι περίπλοκος. Όταν περνάμε χρόνο με τους φίλους μας, υπάρχει πολύ ιστορικό σχέσεων και πράγματα που έρχονται με κάθε αλληλεπίδραση: τι συνέβη χθες, με ποιον είναι φίλο, πώς αισθάνεται ο καθένας Και έτσι, να διασπάσουμε τα πράγματα Αν τα κοιτάξουμε μεμονωμένα, μπορούμε να δώσουμε την ψευδαίσθηση του ελέγχου, αλλά, στην πραγματικότητα, καθιστούμε πολύ δύσκολο να έχουμε την πλήρη εικόνα. “

“Ο εγκέφαλός μας και το μυαλό των ζώων έχουν εξελιχθεί για να περιπλέκουν και να παλεύουν συνεχώς με την πραγματική ζωή”, πρόσθεσε ο Yartsev. “Προσωπικά, πιστεύω ότι για να κατανοήσουμε πραγματικά τον εγκέφαλο, πρέπει να αγκαλιάσουμε αυτήν την πολυπλοκότητα, αντί να την φοβόμαστε, και στην πραγματικότητα, κάθε φορά που το κάνουμε αυτό, ανακαλύπτουμε κάτι νέο και συναρπαστικό. Ελπίζω ότι αυτό, όπως και άλλα μελέτες έχουν δείξει ότι πρέπει να μελετήσουμε τον εγκέφαλο σε όλες του τις πολυπλοκότητες.


Μπορούν οι νυχτερίδες να μας βοηθήσουν να σχεδιάσουμε το καλύτερο αυτοκινούμενο αυτοκίνητο;


περισσότερες πληροφορίες:
Maimon-Rose et al., Cortical αναπαράσταση της ομαδικής κοινωνικής επικοινωνίας σε νυχτερίδες, Επιστήμη (2021). DOI: 10.1126 / science.aba9584

το απόσπασμα: Pat μελέτη αποκαλύπτει μυστικά του κοινωνικού εγκεφάλου (2021, 21 Οκτωβρίου) Ανακτήθηκε στις 22 Οκτωβρίου 2021 από https://phys.org/news/2021-10-reveals-secrets-social-brain.html

Αυτό το έγγραφο υπόκειται σε πνευματικά δικαιώματα. Ανεξάρτητα από οποιαδήποτε δίκαιη αντιμετώπιση για σκοπούς ιδιωτικής μελέτης ή έρευνας, κανένα μέρος δεν μπορεί να αναπαραχθεί χωρίς γραπτή άδεια. Το περιεχόμενο παρέχεται μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς.

READ  Η SpaceX Eyes λανσάρει σύντομα το Transporter 2 μέσω του Falcon 9 Rocket

Αφήστε μια απάντηση

Η ηλ. διεύθυνση σας δεν δημοσιεύεται. Τα υποχρεωτικά πεδία σημειώνονται με *