诗歌传说,懂社交的猴子学东西才快88bifa官网登录

88bifa官网登录 1萌萌的松鼠猴,看着食物。来源:Nicolas
Claidière et al. Current Biology

共情(empathy)是一种人类和其他众多哺乳动物所共有的能力,它让我们能够感知他人、携手合作、对弱者施以援手。然而,生活经验也告诉我们,这种理解他人感受的神奇技能并非任何情况下都能顺利发动。加拿大麦吉尔大学(McGill
University)的研究人员近期在《当代生物学(Current
Biology)》期刊上发表论文\[1\]称,社会压力对共情具有至关重要的影响作用。为此,果壳网科学人对论文的通讯作者杰弗里•莫吉尔(Jeffery
S. Mogil)教授进行了采访。

当你满心欢喜对自家狗狗说老板加薪、喜欢的妹纸多看了自己一眼的时候,狗狗真的懂你的快乐吗?你听到狗狗叫得欢的时候,它又真的很开心吗?还是,这一切,都是地球人自作多情?《当代生物学》(Current
Biology)日前发表的一项研究指出,狗和人类在处理声音中的情感信息时,听觉皮层的处理方式是相似的。

88bifa官网登录 2​萌萌的松鼠猴,抓住了食物。来源:Nicolas
Claidière et al. Current Biology

已有研究表明,人类\[2\]和小鼠\[3\]均能对其他同类个体的痛觉体验表现出共情反应,而且当对方为熟识的个体时,这种“感同身受”的效果还会更加明显。莫吉尔教授等人从该现象入手,利用一种经典的动物痛觉模型——腹部紧缩测试(abnominal
constriction
test,又名扭体测试)对小鼠进行观察。在该测试中,小鼠被注射0.9%的醋酸溶液后,酸性刺激物产生的腹部痛感会令其出现身体扭动的症状。有趣的是,与独自参加测试的小鼠相比,当一对同笼“室友”同时接受醋酸注射时,它们身体扭动的次数明显高于单独进行实验的情况,也就是说,面对同为“天涯沦落鼠”的同伴,在共情的作用下,小鼠感受到了更强烈的痛感;而与之不同的是,当对方为陌生小鼠时,则实验鼠的表现与单独测试没有显著差别。这一结果很好地重复了前人的结论。

来自匈牙利的研究者发现,不管人还是狗,都有专门处理声音信息的脑部结构,而且都对“自家语种”都比较敏感。而令人惊喜的是,就像人一样,狗狗也能感觉到声音中的情感。这一发现提示,听觉区域的进化比先前所推测的更古老,或许可以追溯到人和狗还是一家子的时代——约一亿年前。这也为从行为及神经机制解释人类和人类最好的朋友数万年来的声音交流为何如此成功提供了新视角。

视频中展示了松鼠猴通过两种不同方式打开机关获得食物奖赏的行为。两个网络示意图的动画,展示了两个松鼠猴群体的社交情况和学习技巧的情况。其中,每个节点表示对应的松鼠猴个体,黑体名字代表猴群中的领导者。节点的面积大小表示该个体的特征向量中心性的高低。连接的粗细程度表示社交联系的紧密程度。节点的饼状图代表该个体成功利用提拉(蓝色)和旋转(红色)方法打开机关的比例。黑色节点表示该个体从来没有成功打开过机关。在视频中,松鼠猴个体的名字按照首次打开机关的顺序逐个突出。来源:Nicolas
Claidière 88bifa官网登录,et al.
Current Biology

陌生小鼠配对实验时共情反应明显下降,研究者推测,这种现象很可能与被迫在陌生环境中与陌生鼠互动时产生的社会压力有关。为了证明这一观点,研究者把目光转向了社会压力的生物学基础。在后续实验中,他们对部分小鼠施加了一种名为甲吡酮(metyrapone)的药物。甲吡酮能够抑制机体糖皮质激素的合成,而糖皮质激素被称为“压力激素”,它会参与众多与压力和应激反应有关的过程。结果发现,糖皮质激素合成被抑制后,陌生小鼠配对的扭体测试也出现了明显的疼痛行为增加。相反,如果在测试前对小鼠进行长达30分钟的限制活动处理,使它们进入“高压状态”,在这种条件下,它们与“室友”之间的疼痛共情反应也会消失。由此看来,小鼠的压力与共情反应之间确实存在着联系。

88bifa官网登录 3阿提拉·安迪克斯和准备测试的金毛寻回犬。图片来源:Eniko
Kubinyi

 

小鼠如此,那么人类又如何呢?下一步,莫吉尔教授等人将目光转移到了人类被试。他们招募了若干大学生被试,并将他们进行两人一组进行配对实验,一些配对中,两位被试互为同性好友,另外一些则为陌生人。人类实验的设计与小鼠实验类似,只不过在这里,注射醋酸变成了让被试将非利手浸入4℃的冷水。浸冰水30秒后,被试通过填写量表的方式报告他们对痛觉的感受程度。每名被试都会接受两次测试,一次单独测试及一次双人面对面的测试。结果发现,与小鼠实验类似,人类被试在看到好友的痛苦时报告了比单人测试更强烈的疼痛,而与陌生人同时接受测试时并没有表现出这种现象。

这个全球首个比较人类和非灵长类动物神经影像的研究由匈牙利MTA-ELTE比较行为学研究组的阿提拉·安迪克斯(Attila
Andics)负责。实验中,研究者比较了人类、金毛寻回犬和边境牧羊犬对人声、狗声、环境音以及作为空白对照的静音的听觉处理过程。“在研究中,我们尽可能多地使用带有不同情感的声音。人声是从数据库中收集的,包括用于表达所有基本情绪的声音——愤怒、恐惧、悲伤、快乐、厌恶、惊讶,以及其他内在感觉,如性快感、疼痛、恶心、睡意和中性状态等。”文章作者之一塔马斯·法拉戈(Tamas
Farago)向果壳网介绍道:“狗声是由我们从带有相应情感的社会背景下收集的,包括威胁、守卫食物、分离、受挫、欢迎、玩耍、爱抚等。而环境音则是人和狗都熟悉的环境声音,比如铃声、音乐、风声、水声、雨声、机器声、电话声等等,我们格外小心,保证这些声音中不含有人声或其他动物的声音。”

7月7日内容更新:

此后,被试们口服750毫克甲吡酮,并再次进行了冰水测试。这一实验的结果也与小鼠实验惊人相似:研究者分析实验现场视频发现,被试在服药后在与陌生人配对的实验中表现出了更为频繁的痛觉行为,也就是说,他们对陌生人的共情反应增强了。研究者在论文的讨论部分指出,人类被试与小鼠结果的高度吻合是一个值得注意的发现,这说明高级形式的共情,尤其是情绪的共情在人类和小鼠之间具有类似的调控机制。莫吉尔教授还告诉果壳网,在他的实验室里,“目前有一系列正在进行中的实验表明,物种间的行为表现具有完美的共性。我们相信,这种共性能够提供许多惊人而又重要的讯息。”

88bifa官网登录 4参加研究的狗狗们。图片来源:Borbala
Ferenczy

就此项研究结果,果壳网专访了文章的第一作者尼古拉斯·克雷蒂尔(Nicolas
Claidière)。

当然,在日常生活中要想减轻压力、提升共情,并不需要使用药物。在实验的最后一部分,研究者邀请陌生配对组的被试们玩了一款名为《摇滚乐队》(Rock
Band)的音乐游戏:其中一半的被试独自玩单人模式,而另外一半则玩的是双人合作模式。在酣战4曲之后,被试们再度进行了冰水测试,结果发现,玩合作模式的被试们更能体会到对方的感受。检测发现,合作玩游戏后被试唾液中的糖皮质激素水平降低,问卷调查的结果也表明,共同玩游戏的经历使得他们之间的信任感和亲密度均有上升。这也说明,社交压力的降低确实提高了被试对陌生人的共情能力。

通过称赞狗狗、食物奖励以及利用狗狗间的社会学习行为,研究者成功让11只狗狗乖乖地安静配合他们用功能磁共振成像(fMRI)进行大脑扫描,以确保人和狗的脑成像时的环境一致。“使用金毛寻回犬和边境牧羊犬是因为这两种受欢迎的犬种都训练良好,我们可以和它们很好地合作。另外,它们的头形状和大小很相似,这既方便了扫描,也使对反应进行组间分析成为可能。”塔马斯说。fMRI结果显示,人和狗大脑的听觉区域位置相似——包括听觉皮层和皮层下区域。而两者的主要区别在于,狗狗的大脑中,声音感受区域的39%对狗声的反应最大,13%对人声反应大,48%对环境音反应大;而对人脑听觉区域而言,87%对人声反应最强,10%对狗声反应大,仅3%对环境音反应大。“人的听觉区域主要对人声敏感,而狗的听觉区域有相对大的区域可被环境音激活。”塔马斯对果壳网说。

果壳网:猴群领导者和处于猴群社交网络核心的猴子谁学得快?

至于为什么选择《摇滚乐队》用于实验,莫吉尔教授表示一切纯属巧合:“因为一个做音乐认知的同事手头正好有这个游戏……我们相信,任何能够促进相互了解的活动都能产生同样的效果,不过这个想法还有待更多实验验证。”

88bifa官网登录 5图A:狗(左)和人(右)脑中对声音敏感的外侧裂区域示意图;图B:狗和人的听觉脑区;图C:图B所示的脑区中对人声(红色)、狗声(蓝色)及环境声(绿色)反应最强烈的区域。图片来源:Andics
et al. (2014) Current Biology

尼古拉斯:因为训练的方式不同,而且猴群领导者只有两只,所以要比较两者的学习速度是不太可能的。我们所知道的是,在对照组的5只猴子(包括受训前的两只猴群老大)里,只有1只能够打开机关。这表明打开机关很困难,但又并非不可能完成,而一旦一只猴子学会了打开机关的手法,其他猴子也更可能学会。这也许只是因为它们能够保持兴趣并不断尝试。

88bifa官网登录 6摇滚乐队(rock
band)为Harmonix Music
Systems开发的一款模拟演奏音乐游戏,多个玩家可以组成“乐队”共同完成乐曲

和人类相仿,狗狗对声音中蕴含的情绪也比较敏感。通过对人和狗在听到约200种具情感色彩的声音时的脑部活动进行比较,研究者发现人和狗对情绪化声音的反应有着惊人的相似点,比如他们在听到比较积极的声音时,初级听皮层附近的一个脑区,激活状态要比听到不愉快的声音时要强。安迪克斯表示,他和他的同事都对人类和狗这对“种际好友”在情绪感受方面的通性深感震惊。

果壳网:松鼠猴在进行社会学习时有着怎样的行为模式?处于社交网络核心和边缘的猴子有什么行为差异?

话说回来,我们为什么会更容易对熟悉的人产生共情,同时又倾向于抑制指向陌生人的共情反应呢?莫吉尔教授认为,这背后或许有演化方面的原因:“我们应当记住,在人类演化史的绝大部分时间里,人们都居住在小型的群体或部落里,与陌生人的来往非常少,而为数不多的互动往往与暴力行为有关。因此,进化压力局限于对熟人产生共情反应的能力。人人都相信自己能够理解陌生人的感受,但是,已有众多研究表明,在控制严格的实验中,与熟人、尤其是亲人相比,人们对陌生人的共情反应幅度会小得多。”(编辑:窗敲雨)

在1.8~3.2万年的驯养过程中,汪星人和蓝星人朝夕相处,因而他们相互熟悉着对方的声音。“狗和人类生活的社会环境相似,”安迪克斯说:“我们的发现表明,他们处理社会信息的大脑机制相似,这可能使得这两个物种能进行声音交流。”这一发现也为研究狗与人之间的移情行为提供了福音。

尼古拉斯:我们的研究方法的好处之一就是能够直接关注猴群进行社会学习时的行为模式。视频中的网络图即反应了松鼠猴学习时的社交活动。处于靠核心位置的猴子几乎跟每个个体都相处得很好,这表示在学习时它们会跟很多其他个体近距离接触,所以比处于社交网边缘的猴子更可能观察到会打开机关的猴子。

参考资料:

  1. Martin,
    Loren J. et al. Reducing Social Stress Elicits Emotional Contagion
    of Pain in Mouse and Human Strangers. Current Biology.
  2. Goubert, L. et al. Facing others
    in pain: the effects of empathy. Pain 118, 285-288 (2005).
  3. Langford, D.J. et al. Social
    modulation of pain as evidence for empathy in mice. Science 312,
    1967-1970 (2006)

这个研究迈出探索狗狗为何能那么了解主人的情感的第一步。塔马斯则透露,他们将准备对其他不同品种的狗进行实验。“这一研究方法为探究狗的神经处理过程提供了全新的思路。”安迪克斯总结道:“我们将明白我们最好的朋友是如何看待我们人类、如何探索我们的社会环境的。”

果壳网:一般而言,处于社交网络核心的猴子在群体中的社会地位如何,它们会不会比不善社交的猴子有更多交配机会?另外,社交网络中什么性别的猴子更靠近中心?

安迪克斯向果壳网友提供了一段包含各种狗狗叫声的音频,爱狗的你们,能从犬吠中听懂狗狗的心情么?

尼古拉斯:这些问题可真有难度。我们认为社交网络会随着行为背景而改变。在觅食背景下善于社交的猴子,在交配或者休息背景下就不一定处在社交网络的核心,这些变化的细节还得依靠更多研究去阐释。松鼠猴群主要由雌性组成,因为年轻的雄性很早就会离开猴群。因此,社交网络中心的性别比例会严重偏向一方,不过这取决于具体种群。最终,个体的社交网络中心性也受到亲属关系网的影响,我们发现来自同一母系的猴子比母系不同的猴子交往得更多。>

参考文献:

  1. Andics et al., Voice-Sensitive Regions in the Dog and Human Brain
    Are Revealed by Comparative fMRI, Current Biology (2014),

果壳网:总的来说,影响猴群社会学习效率的最主要因素是什么?技术本身是否也会对学习的效率以及结果造成影响?

文章题图:shutterstock友情提供

尼古拉斯:我们的实验结果证实了社交关系对社会学习是极其重要的,在躯体上接近其他个体的能力必不可少。当然,技术本身也很重要,如果打开机关的任务对个体而言太过简单,那么猴子们就会通过自学解决,如果太难,它们就学不会,所以只有中间难度的技术能够触发猴子的社会学习。

 


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日前,圣安德鲁斯大学的研究者在发表于《当代生物学》的研究中指出,猴子在猴群社交网络中所处的地位会影响它们学习新东西的情况。这项研究结合了传统的社会学习实验与社交网络分析手段,首次阐述了社交网络对新觅食技巧在群体内传播的影响。

研究人员选择的实验对象是一种叫松鼠猴(Saimiri
sciureus
)的灵长类动物,它们具有强烈的好奇心,社会行为也很活跃,因此很适合作为研究社交网络的素材。研究表明,其他灵长类的创新行为也与人类一样,受种群社交网络的影响,社交能力强的猴子能更快掌握新的觅食技巧。

在实验中,研究者制作了含有机关的“人造水果”,机关能通过两种不同的方式被打开:向外拉开舱门,或者向上转开窗口(见下图)。打开机关之后,松鼠猴能够看到并获得机关后的食物奖赏。研究者先把这两种手法分别传授给了两个猴群的领导者(Alpha
male)。在野生环境下,这些猴群中的“大哥”大能独占食物资源,通常是猴群目光的焦点所在。因而,它们也更可能成为猴子们学习觅食技巧的榜样。

88bifa官网登录 7​人造水果的机关能通过两种不同的方式被打开:(上)提起舱门(下)旋开窗口。来源:Nicolas
Claidière et al. Current Biology

另一方面,研究者也以特征向量中心性(Eigenvector
centrality)为主要指标,分析了受试的两个猴群的社交关系网。特征向量中心性反映了个体与网络内其他个体的联系程度。怀登用Facebook打比方解释道,特征向量中心性高的用户是那些自己拥有很多好友、好友也各自拥有很多好友的人。

当猴群的领导者熟练掌握打开机关的技巧后,两个猴群都进行15次测试实验,尝试打开“人造水果”。第1次测试实验,两个猴群老大会示范打开机关。结果表明,更擅社交的猴子比处于猴群关系网络边缘的猴子更容易习得老大示范的技巧。两组猴子都更容易学会向外拉开舱门的手法(而不是向上转开窗口),但两种手法在两组猴子当中的应用比例存在显著差异,提示猴群各自的社交模式影响了创新在群体中传播的方式。不过,这些群体间差别会随着时间的推移逐渐消失。

此外,负责这项研究的教授安德鲁·怀登(Andrew
Whiten)还发现了一个令人讶异的现象:“人造水果”其实是一种相对简单的机关,但在没有看示范的对照组猴子中,竟然没有一只猴子能成功打开机关。因此,有一个榜样来带动和引导其他个体的注意力就格外重要。

除了觅食行为,研究者还希望从松鼠猴的运动和作息中找到可能影响创新行为的因素。文章指出,为了更好地理解文化的起源,他们需要对能影响行为传播方式和行为稳定性的因素进行更深层次的分析。

 

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信息来源:EurekAlert!
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