猴子壳核中自我与他人动作的务实表征

大脑如何知道何时与他人协同行动

日常任务如递杯子、握手或合力抬箱子，依赖于大脑中一种默默发生的奇迹：我们必须决定何时移动、何时抑制动作，以及如何使自己的动作与他人配合。该研究探讨了一个称为壳核的深脑结构如何帮助猴子将自身手部动作与伙伴的动作协调，揭示了可能也塑造人类社会互动和诸如帕金森病等疾病的原理。

用于测试协作的共享桌面

为了探查这一隐蔽的协调系统，研究人员训练两只猕猴与一名人类实验者一起执行“互动作业”。猴子与人面对面坐在一张小桌子的两侧，桌上放有一个共享物体。在每次试验中，声音和视觉符号指示谁应当行动（猴子或人）以及应使用哪种抓握方式：用拇指与指尖的精细捏持，或用整只手包裹物体的全手抓握。有时动作在充分光照下进行，有时在完全黑暗中，有时则在透明隔板后执行。通过对谁动作、如何抓握以及能看到什么的精确控制，团队得以分离壳核对自身动作与他人动作的不同响应。

来自皮层的信号与壳核自身的声音

壳核位于大脑深处，接受来自外层脑区大量输入，这些脑区负责计划与控制手部运动。研究者使用精细的多通道探针，首先在解剖学上确认其记录位置位于与手臂控制相关的壳核区域。随后他们测量两类活动：缓慢的电节律（局部场电位），主要反映来自皮层的传入信号；以及来自单个神经元的快速峰值放电，代表壳核自身的输出。缓慢的节律回应了来自外层运动区的已知模式：当有关谁应动作和使用何种抓握的指令到达时，这些节律便发生变化，甚至在任何动作出现之前。相比之下，大多数单个神经元在指令期保持沉默，仅在动作实际被准备或执行时才改变其发放。

针对自我、他者与二者的神经元

在数百个记录到的神经元中，团队发现了不同的群体。有些神经元仅在猴子执行抓握时响应，有些仅在人类伙伴动作时响应，还有些在两位行为者的动作期间都会响应。许多细胞的放电增强（被“促进”），而另一些则减少活动（被“抑制”）。对自我和他者都响应的神经元在两种情形下的时序往往非常相似，但仍携带足够的微妙差异，使分类器可以判断谁在行动。关键是，大约四分之一在猴子自身动作期间活跃的神经元能够区分精细捏持与全手抓握，而且这种抓握偏好在黑暗中依然存在。这表明壳核并非仅仅转达视觉信息；它编码的是关于猴子手部动作的详细特征。

视觉不是必要条件，但共享空间是

当研究者操纵可见性时出现了一个重要的惊喜。对于猴子自身的动作，大多数壳核神经元在光照或完全黑暗中都同样强烈地放电，表明来自手的视觉反馈在很大程度上并非必需。对响应人类伙伴动作的神经元也是如此：当伙伴在黑暗中抓取物体时，这些细胞仍然放电。然而，当伙伴在清晰可见的情况下在透明隔板后执行完全相同的动作——隔板阻止了任何可能的物理互动——大多数这些“他者相关”反应减弱或消失。场景看起来相同，但由于猴子原则上无法接触该物体，壳核对伙伴动作的反应显著下降。

这对日常社会行为意味着什么

这些发现表明，壳核并非简单地镜像所见，而是以在共享环境中实际可实施的方式来表征动作——无论是自己的还是他人的。来自皮层的脑节律似乎传递了一套丰富的可能动作，而壳核则关注当前相关的具体选项：执行哪种手部动作以及是否对他人的动作作出反应。由于壳核在诸如帕金森病等病症中受到严重影响，这项工作为解释为何社会协调与合作性动作会变得困难提供了新视角，并指向连接感知、可能性与选择的更广泛“大脑社会动作”网络。

引用: Rotunno, C., Reni, M., Ferroni, C.G. et al. Pragmatic representations of self- and others’ action in the monkey putamen. Nat Commun 17, 608 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68403-6

关键词: 社会行为, 运动控制, 基底神经节, 镜像神经元, 帕金森病