医学进展
2021年05月号

预测他人信念的神经元

作者:生命新知

人类具有描述他人行为的能力,并能理解他人的不同想法或信念。这种能力在个体发育早期就已经出现,并在社会认知中起着重要作用。功能成像研究发现包括颞顶联合区(temporal-parietal junction, TPJ)、部分颞上沟和背内侧前额叶皮层(dorsal medial prefrontal cortex, dmPFC)在内的脑区连接参与社会推理。例如,当对他人及其信念形成心理表征时,TPJ脑区的活性会发生变化。而dmPFC在将心理状态归因于他人或将他人的信念与现实区分时会被激活。尽管人类大脑中的许多区域与社会推理和各种社会心理障碍有关,但人类心智理论的基本细胞机制仍不清楚。

心智理论的关键测试为错误信念任务,需要个体对他人的信念做出推断。受试者可能会得到一段简短的故事,其中描述了一个对其所在世界中的事件持有错误信念的主人公。例如,“你和汤姆看到桌子上有一个罐子。汤姆离开后,你把罐子放到了柜子里。”受试者需要回答的是:汤姆会认为罐子在何处?(缺乏信念认知的受试者会回答罐子位于柜子里)。上述测试包含了心智理论的两个核心要素,即对他人信念的推理能力以及将他人信念与自身对现实观念相区分的能力。哈佛医学院的Ziv M. Williams研究团队即利用上述机理在细胞水平上研究了dmPFC额上回神经元对他人信念的编码过程。

研究人员对11名受试者进行了错误信念测试,对dmPFC中的神经元进行了单细胞记录。识别出相关神经元,这些神经元能够在各类场景中可靠编码他人信念信息,并将自我与他人信念相关表征区分开来。结果发现,在推断他人信息时,dmPFC中多数神经元会选择性激活,有20%的神经元准确地预测了受试者是否在推断他人信念。这些神经元的高预测精度表明,它们能将与信念相关的表征与广义的非社会表征相区分。进一步分析还发现,有23%的神经元能准确地预测受试者推断他人信念是正确还是错误。自我信念试验发现31个神经元能准确预测受试者自我信念的正确与否。但这些神经元在很大程度上不同于推断他人信念的神经元,说明推断他人信念的神经元能够区分自我与他人相关的信念。最后,研究人员结合受试者对相关问题的回答,确定了神经元活性与受试者正确推断他人信念的能力有关。

总之,该研究发现揭示了人类背内侧前额叶皮层推断他人信念的详细细胞机制,并确定了心智理论中可能参与这一过程的神经元。

参考文献:Jamali M, Grannan BL, Fedorenko E, et al. Single-neuronal predictions of others’ beliefs in humans[J]. Nature,2021,591:610-614.

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