Мозг может предсказывать социальные взаимодействия ещё до того, как они произойдут
Исследование, проведённое учёными из Еврейского университета в Иерусалиме, указывает на то, что мозг может «предсказывать» социальные взаимодействия ещё до начала движения. Работа, выполненная на зебрафиш, показала, что перед тем, как рыба решает приблизиться к сородичам, в её мозге возникает характерный всплеск нейронной активности.
Социальное поведение — фундаментальная особенность животного мира. От стай рыб и стад млекопитающих до человеческих социальных ситуаций, например встреч на вечеринках, решение о взаимодействии с другими требует оценки множества факторов, включая потенциальные последствия и целесообразность самого действия.
Чтобы изучить этот процесс, исследователи наблюдали за активностью мозга зебрафиш в момент, когда рядом с ними проплывали другие рыбы. Зебрафиш часто используются в нейробиологических исследованиях как модельный организм, поскольку они являются позвоночными и разделяют ряд базовых биологических и нейронных механизмов с другими видами, включая человека.
Учёные обнаружили, что перед социальным приближением у рыб фиксируется отчётливый нейронный паттерн в паллиуме — области мозга, связанной со сложным поведением. Считается, что паллиум у рыб функционально сопоставим с миндалевидным телом и гиппокампом у млекопитающих, которые участвуют в обработке эмоций, памяти и социально-эмоциональных сигналов.
Авторы работы отмечают, что «разнообразная распределённая нейронная активность возникает за несколько секунд до начала движения к цели, характеризуясь повышением активности нейронов паллиума и снижением активности в структурах среднего и заднего мозга». Эти согласованные изменения активности позволяют предсказать, будет ли движение социальным, и отражают индивидуальные различия в склонности к социальному поведению.
Особенно важно, что подобный нейронный сигнал наблюдался только при социальном взаимодействии. Когда рыбы реагировали на искусственные стимулы, например движущуюся точку, аналогичного паттерна активности не фиксировалось, что указывает на специфичность механизма именно для социальных решений.
Дополнительные эксперименты показали причинную связь: при разрушении лазером определённых клеток паллиума, активирующихся во время социального поведения, у рыб исчезала склонность к социальным действиям. Это свидетельствует о ключевой роли данной области мозга в формировании социального поведения.
Исследователи также заметили, что социальные взаимодействия чаще происходили, когда две рыбы двигались синхронно. Это указывает на то, что социальность может быть связана с согласованностью движений между особями и общей динамикой поведения группы.
По словам нейробиолога Лилах Авитан из Еврейского университета в Иерусалиме, исследование выявляет «мозговой нейронный сигнал социального приближения, возникающий до начала движения», который способен предсказывать не только сам факт будущего социального действия, но и индивидуальную выраженность социальной мотивации.
Хотя исследование выполнено на зебрафиш, и прямое перенесение результатов на человека пока невозможно, учёные считают, что подобные механизмы могут быть эволюционно консервативными и присутствовать у других позвоночных, включая млекопитающих.
Отмечается также, что не все рыбы демонстрировали социальное поведение — часть особей практически не инициировала социальные взаимодействия, что может отражать индивидуальные различия в «социальной активности» внутри вида.
Авторы работы предполагают, что их результаты могут помочь объяснить, почему разные особи проявляют разную склонность к социальному взаимодействию, а в перспективе — способствовать пониманию нарушений социального поведения у людей. При этом они подчёркивают, что предстоит ещё много работы по изучению того, как такие нейронные сигналы формируются под влиянием развития, опыта, генетики и внутренних состояний организма.
Исследование в журнале Nature Communications.