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一直以來，科學家們關(guān)注著一個話題：其他動物之間能否交際溝通？動物的社交方式是怎樣的？

已有的研究成果告訴我們，動物之間要進行通訊聯(lián)系，媒介可以是伴有特殊氣味的信息素、獨特的行為語言、特定的發(fā)聲方式、強大的感知力等等。

而最近的一項研究表明，科學家們不僅能發(fā)現(xiàn)小動物之間的「社交秘密」，甚至可以用特定技術(shù)手段主動控制其實時社交行為！

研究團隊用光束建立起了小鼠的社交紐帶，通過「無線編程-取消編程」的方式，在小鼠頭骨中嵌入神經(jīng)植入物，植入物的激活/關(guān)閉恰好對應著小鼠社交與否。

2021 年 5 月 10 日，相關(guān)論文發(fā)表于 Nature 子刊 Nature Neuroscience（《自然-神經(jīng)科學》），題為 Wireless multilateral devices for optogenetic studies of individual and social behaviors（用于個人和社會行為的光遺傳學研究無線多邊裝置）。

動物間的首次實時社交控制

為實現(xiàn)小鼠社交實時控制，科學家們設計了下圖這款厚度僅有半毫米的、小而薄的無線神器，研究人員將其作為植入物置于小鼠頭骨位置。

據(jù)官方介紹：

設備利用了近場通信協(xié)議，與智能手機中用于電子支付的技術(shù)相同，研究人員只需通過電腦對光線進行實時無線操作。圍繞在動物周圍的天線可將能量傳送至無線設備，從而消除了對笨重電池的需求。

具體來講，植入物與一種尖端有 led 的絲狀微型探針相連，led 將會與小鼠大腦的中央執(zhí)行區(qū)同步，而這一區(qū)域負責反饋大腦獎賞信息。

這里的“獎賞”為何物，我們可以通過人腦進行理解——當人們作出某一決策后，若被證實正確且產(chǎn)生了積極結(jié)果，大腦就會向負責決策的區(qū)域發(fā)送“獎賞”信號，這將促進認知能力的提升，并形成良性循環(huán)，這一過程即「獎賞效應」。此前有研究表明，這一效應所處的大腦區(qū)域有特殊神經(jīng)元釋放神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺，它會讓人們產(chǎn)生積極情緒。

正是上述同步機制激活了小鼠之間的聯(lián)系。

同樣的道理，如果要減少兩只小鼠的社交活動，只需切斷上述同步機制。

具體的實驗表明，當兩只小鼠在封閉環(huán)境中彼此靠近時，研究人員可以無線同步，激活大腦區(qū)域中與高級執(zhí)行功能相關(guān)的一組神經(jīng)元，使得小鼠交流的頻率和持續(xù)時間增加；而這對小鼠的互動則可通過去同步化刺激迅速減少。

實驗原理看似簡單，其實有著重要的意義。

人腦是一個由近 1000 億個交織在一起的神經(jīng)元組成的系統(tǒng)，要探測單個或一組神經(jīng)元都是極其困難的。2005 年前后，研究團隊在引入的動物模型中，通過光遺傳學提供了對特定的、以基因為目標的神經(jīng)元的控制，以便研究它們的連通性或神經(jīng)遞質(zhì)釋放。