研究表明人类和狗之间的大脑同步

研究表明人类和狗之间的大脑同步

研究表明，相互注视和抚摸如何使人类和狗的大脑同步，而狗中与自闭症相关的基因突变会减少这种联系。

在最近发表的一项研究中先进科学研究人员检查了狗和人类之间的跨物种大脑连接。他们还研究了狗中与自闭症相关的基因异常是否阻碍了人与狗之间的社交互动。

背景

随着时间的推移，人类和狗之间的联系不断演变，狗因其保护和狩猎能力而被驯化。他们已成为宝贵的家庭成员，提供陪伴和情感支持。种间伙伴关系带来互惠互利，但很少达到人与狗之间交流的水平。狗可以通过面部表情、行为和语气来阅读、理解和回应各种人类情感和语言线索。然而，物种之间社会交流的大脑机制仍然未知。

关于该研究

在本研究中，研究人员检查了人类和狗之间进行交流的大脑过程。他们研究了狗中与自闭症相关的基因变化对两个物种之间社会互动的影响。

无创无线脑电图（EEG）同时记录比格犬（研究犬）和人类在社交互动过程中的大脑活动。为了验证结果，研究人员评估了三种情况下大脑不同区域之间的大脑相关性。这些情况包括在单独的房间内没有社交互动、在一个房间内有社交互动以及在一个房间内没有社交互动。社交互动包括抚摸和互相注视。

研究人员将完全社交互动（相互凝视+抚摸）和部分社交互动（相互凝视或单独抚摸）期间的脑间耦合进行了比较，以评估相互凝视和抚摸对脑间耦合的协同效应。他们还在各种研究中检查了狗和人类参与者之间的大脑活动联系，并记录了这两个物种在五天的社交互动过程中的大脑活动，以评估社会熟悉度对大脑之间神经耦合的影响。

人脑的解剖结构

研究人员随后进行了另一项为期五天的研究，以评估较长时间内大脑之间相互作用的持久性或变化。线性回归检查了社交互动的持续时间和跨脑活动之间的关系。广义部分定向一致性（GPDC）算法评估大脑之间活动耦合的方向性。

研究人员利用成簇规则间隔短回文重复序列 (CRISPR) 相关蛋白 9 (Cas9) 基因组编辑，为患有 SH3 和多个锚蛋白重复结构域 3 (Shank3) 突变的狗开发了自闭症谱系障碍 (ASD) 模型。

三室测试和人狗互动实验等行为研究显示，突变体出现了类似自闭症的症状。五天来，研究人员探索了突变狗和人类之间的神经大脑联系。 θ/β 波比（TBR）表明突变体在人类和狗之间的社交互动中存在注意力问题。

研究人员还研究了迷幻剂麦角酸二乙酰胺（LSD）对大脑功能的影响。他们肌肉注射单剂量7.5μg/kg体重的LSD，并在24小时后观察效果。

结果

在人与狗的互动过程中，抚摸和相互凝视会导致大脑顶叶和额叶区域的脑间同步。这些大脑区域参与共同注意力。狗和人类这些大脑区域中仅由相互注视或抚摸引起的脑间关联远低于联合社交互动（包括抚摸和相互凝视）。

五天内，随着人狗二人组变得更加熟悉，同步的强度也随之增加。线性回归分析显示，社交接触时间、大脑活动与 GPDC 值之间存在很强的正相关关系。经过一周的社交接触后，逻辑增长曲线回归显示，额叶和顶叶区域的脑间相关性已趋于稳定。

人类和狗之间的脑间相关性在不同的会话中比在相同的交互会话中低得多。结果表明，狗和人类之间的相互接触对于大脑之间的神经连接至关重要。在人与狗的社交互动中，人带头，狗跟随。突变的犬齿表现出警觉性降低并消除了大脑之间的连接。一剂LSD就解决了这个问题。

结论

研究发现，家养狗和人类大脑之间的神经同步与人与人互动中的神经同步相同。额顶叶网络对于协调大脑之间的活动和关注感官信息至关重要。与患有自闭症谱系障碍的狗相比，携带 Shank3 突变的狗表现出较差的大脑回路和注意力。单剂量的 LSD 可以恢复突变狗减少的大脑连接和联合注意力，这表明 LSD 可以改善 ASD 患者的社交障碍。

结果表明，脑间神经元活动的生物标记可能用于诊断自闭症谱系障碍，并开发特定的非致幻性 LSD 类似物来治疗社交缺陷。对大脑耦合的进一步研究可以提高对典型发育中的人和患有自闭症谱系障碍（ASD）等精神疾病的人之间社会互动的神经机制的了解。

资料来源：