無論我們是在參加團(tuán)隊(duì)運(yùn)動(dòng)還是只是和我們的家人一起在公園散步，我們都會(huì)不斷了解周圍人的位置 - 以及每個(gè)人的前進(jìn)方向。近幾十年來，科學(xué)家們已經(jīng)在我們的腦中精確定位了稱為“放置細(xì)胞”的神經(jīng)元，它們編碼了我們?cè)诃h(huán)境中的位置，但是我們的大腦如何代表其他人的位置一直是個(gè)謎。發(fā)表在“科學(xué)”雜志上的新的魏茨曼科學(xué)研究所的蝙蝠研究揭示了一組神經(jīng)元，它們編碼附近飛行的其他蝙蝠的特定位置。

“蝙蝠和人類一樣，都是社交動(dòng)物;它們是最高級(jí)的航海家，他們非常了解其他蝙蝠在他們的空間環(huán)境中，“研究所神經(jīng)生物學(xué)系的Nachum Ulanovsky教授說。他領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)研究。烏蘭諾夫斯基對(duì)埃及果蝠的研究主要集中在大腦的一部分細(xì)胞，這些細(xì)胞被稱為海馬體。這些細(xì)胞，這有助于我們和其他哺乳動(dòng)物形成我們用來駕馭環(huán)境的內(nèi)部認(rèn)知地圖，在2014年獲得了他們的發(fā)現(xiàn)者諾貝爾獎(jiǎng)。最近的研究表明海馬也可能在社會(huì)互動(dòng)中發(fā)揮作用。所以烏蘭諾夫斯基及其團(tuán)隊(duì)包括David Omer博士，Liora Las博士和研究生Shir Maimon在內(nèi)，詢問這兩個(gè)功能，地點(diǎn)和社交功能如何在這部分大腦中交叉。

烏蘭諾夫斯基和他的團(tuán)隊(duì)在他們獨(dú)特的“蝙蝠實(shí)驗(yàn)室”中為蝙蝠設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)情境，其中兩只蝙蝠 - 一名“老師”和一名“學(xué)生” - 配對(duì)。這名學(xué)生起初觀察了老師如何隨機(jī)地飛向?qū)嶒?yàn)室中的一個(gè)“水果攤”并回到他的棲息處。大約13秒后，學(xué)生平均跟蹤了老師到食物的路線。

為了揭示蝙蝠腦中發(fā)生的事情，每只蝙蝠配備了一個(gè)稱為神經(jīng)記錄儀和微型電極的微型無線記錄設(shè)備，使研究人員能夠記錄近400個(gè)腦細(xì)胞的活動(dòng)在海馬的前部區(qū)域。這些由Ulanovsky及其團(tuán)隊(duì)多年來開發(fā)的微小電極和記錄裝置，不會(huì)以任何方式干擾蝙蝠的活動(dòng)。“實(shí)驗(yàn)中最具挑戰(zhàn)性的部分是防止兩只蝙蝠一起飛行，因?yàn)槲覀冃枰恢或鹜Ａ?，所以我們可以區(qū)分自我與其他地方的細(xì)胞，”烏蘭諾夫斯基說。“訣竅在于確定該組織的阿爾法男性并使他們成為教師 - 這使學(xué)生們得到了尊重，并且不會(huì)與老師一起飛出去。”

這些實(shí)驗(yàn)的結(jié)果支持了這樣一種觀點(diǎn)，即我們的大腦不僅創(chuàng)建了我們?cè)诃h(huán)境中的位置的認(rèn)知地圖，還包括社交映射。當(dāng)學(xué)生蝙蝠自己導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)室時(shí)，他們的位置細(xì)胞自然活躍。但當(dāng)他們靜止不動(dòng)并觀察老師蝙蝠時(shí)，大約18%的海馬細(xì)胞代表另一只蝙蝠的位置 - 也就是說，當(dāng)老師飛過特定部分的空間時(shí)，它們變得活躍起來。進(jìn)一步分析表明，這些細(xì)胞中大約有一半交替作為常規(guī)位置細(xì)胞或作為位于另一個(gè)蝙蝠位置的社交位置細(xì)胞，而其他細(xì)胞僅響應(yīng)另一個(gè)蝙蝠的位置。

跟蹤學(xué)生蝙蝠頭部運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)傳感器顯示這些運(yùn)動(dòng)無法解釋社交場(chǎng)所細(xì)胞活動(dòng)。另一組實(shí)驗(yàn)解決了研究人員確定的細(xì)胞亞群是否真正具有社會(huì)性的問題?？茖W(xué)家讓學(xué)生蝙蝠觀察移動(dòng)的物體 - 球或骰子 - 采取與之前實(shí)驗(yàn)中教師所采用的相同的路徑，最后有獎(jiǎng)勵(lì)和沒有獎(jiǎng)勵(lì)。這些物體也在海馬中表現(xiàn)出來，但這些物體與發(fā)射電脈沖以響應(yīng)其他蝙蝠的細(xì)胞之間有明顯的區(qū)別。這些細(xì)胞的功能性解剖學(xué)分析顯示海馬區(qū)域中的物體或其他動(dòng)物的空間分離。

與RIKEN科學(xué)家在大鼠身上進(jìn)行的類似研究一起，今天也發(fā)表在“科學(xué)”雜志上，這項(xiàng)研究為這些社會(huì)場(chǎng)所細(xì)胞的一些新問題打開了大門。例如：這些細(xì)胞如何在許多參與者的“社交場(chǎng)合”中發(fā)揮作用?他們的活動(dòng)是否取決于其他動(dòng)物或其性別的相關(guān)性?烏蘭諾夫斯基：“這些研究結(jié)果表明，海馬體的'地方'部分不僅僅涉及物理景觀的導(dǎo)航。它在導(dǎo)航社會(huì)景觀方面也起著重要作用。”