Cell｜猴子如何做决策？杏仁核——决策模拟中枢

来源：BioArt

撰文 | 加号

当我们要作多选一的决择时，除首先考量自己过去的选择经历外，还可能会去想象他人会怎么选择。这就意味着“我”的大脑需要准确地理解自己的行为和预测他人的决策行为。毫不奇怪，群居生活的猴子也有这样理解自己和预测同伴决策行为的能力。比如，野生的青腹绿猴（vervet monkey）通过观察同伴的觅食选择而知道哪些食物是可食用的、或是禁忌的【1】。但问题是，有什么样的生物机制支持着这些重要的社会决策过程和行为呢？

2019年4月11日，Cell 发表了题为Primate Amygdala Neurons Simulate Decision Processes of Social Partners 的研究。该项工作由剑桥大学的灵长类神经生物学家Fabian Grabenhorst实验室独立完成。他们描述了分布于杏仁核（amygdala）多个亚区的四类独特的神经元，它们不仅能从自身经历、还能通过观察同伴的经验来推算出物品价值（object value），模拟同伴的决策过程（decision process）并准确预测同伴的最终选择。这些杏仁核神经元组成的神经环路，可能是让灵长类拥有理解和预测社会伙伴（social partner）的决策和精神状态的关键。

图1. 观察学习任务的简要流程图。

为研究社会观察和自身经验在决策过程的作用，Grabenhorst和同事让3只成年雄性恒河猴轮流进行观察学习任务（Observational Learning Task）（图1）。无论是进行神经电生理学记录的记录猴（recorded monkey）、还是它的同伴猴子（partner monkey），都很快各自学会了选择价值最高的视觉关联物品。这些视觉物品成对出现在一个水平触摸屏上，其中的一个能让记录猴85%地得到果汁奖励（0.8毫升/次），另一个只有15%（图2）。有趣的是，不管是奖赏几率逆转（probability reversals）、还是物品互换（object switches），猴子都能从之前的自身学习和观察同伴的经验，更快地学会选择价值最高的物品。

图2. 恒河猴互相观察和学习对方的决策行为。

进一步对单神经元电生理和行为数据分析，研究人员发现了占62%的价值编码神经元（value-coding neuron）。它们能准确地编码物品对应的奖赏几率，而不管是谁在选择物品（图3）。更有意思的是，价值编码神经元对来自他人经验和自身经验的物品价值似乎共享着一种通用编码（common code）。

图3.杏仁核价值神经元 （value neuron）

另外，在同伴作出选择前，有一部分（15％）神经元的电活动能特异性地编码同伴的最终物品选择，即他人选择神经元（other-choice neuron）；但它们的电活动在同伴作出选择之前就已经发生，好像在模拟同伴的决策过程，所以也称为模拟神经元（stimulation neuron）。而另有一部分神经元只编码自己的物品选择，所以称为自我选择神经元（self-choice neuron） （图4）。虽然是两群不同的神经元，作者认为它们用同样的机制来模拟同伴或者表征自己的选择。

图4. 杏仁核选择神经元（choice neuron）

模拟神经元表现出的我他分别（self-other discrimination）是一个普遍现象吗？进一步的分析表明，80%的杏仁核神经元能区别是“我在选择”还是“他在选择”，称为我他神经元（self-other neurons），它们也分布在杏仁核的各个亚区。

最后，为从理论上验证杏仁核神经环路能够模拟社会决策过程，作者设计了一个吸引子神经网络模型（attractor neural-network model），重现了实验数据的主要的结论。结合杏仁核在情绪反应和社会认知（social cognition）中的关键性作用，可以想见，杏仁核模拟神经元的功能低下可能造成例如孤独症患者的社交困难，而功能亢奋造成夸张地模拟他人的心理状态（mental state）而造成不必要的社会焦虑。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.02.042