科学家找到使老鼠序列的大脑网络
根据杜克大脑研究人员团队的新发现，社交蝴蝶和孤狼之间的区别实际上至少有八个差异。
通过同时间谍几个脑研究人员发现，他们可以确定单个鼠标的社交或孤立性。然后，通过调整这个社交大脑网络中的节点，它们表明他们可以促使小鼠变得更加群体。
这项研究可能会导致更好的诊断工具，以了解社交沟通受损的人的大脑如何变化，例如患有自闭症谱系障碍的人。
新研究出现在线神经元3月15日。
神经科学家经常一次研究一个微小的大脑区域。他们可能会根据过去有关其参与给定行为的线索选择自己喜欢的大脑区域，例如社会行为，并孤立研究该区域。
但是，霍华德·休斯医学调查员和杜克大学精神病学和行为科学副教授Kafui Dzirasa博士说，一次只看一个小大脑区域是一个大问题。他说，就像大脑一样，汽车不仅是一件事，而且是组装零件一起工作的产物，这些零件会随着建筑物而异。
“汽车不是方向盘。汽车不是轮胎。汽车不是发动机。汽车不是车速表。汽车不是大灯。说。“当您将它们全部放在一起时，您可以弄清楚单个汽车的移动速度。当然，轮胎可能是相同的，但是兰博基尼并没有像本田雅阁一样移动的方式。”
为了弄清是什么促使小鼠进行社交，Dzirasa的团队首先精心植入录音装置，以捕获八个大脑区域的同时电动活动，它们协调社会行为的不同方面，例如前额叶皮层和多巴胺发出的腹侧段盖区域。
接下来，小鼠可以选择与另一只鼠标或一小群黑色乐高积木相互作用，而研究人员听取了他们的脑波。令人惊讶的是，没有一个大脑区域的电活动可以预测任务过程中鼠标的社交方式。即使作为训练有素的工程师，Dzirasa也需要帮助将所有复杂的脑波数据放在一起。
Dzirasa说：“我们（神经科学家）不知道如何制造汽车。我们只是看到车轮和轮胎。我们不知道该系统如何在一起。”
为了帮助整理数据的清晰图片，Dzirasa与他的长期合作者David Carlson联系在一起，他是民用与环境工程和生物统计学和生物信息学的助理教授，以及杜克大学脑科学研究所的成员。卡尔森（Carlson）是机器学习领域的专家，该领域是人工智能（AI）的一个分支（AI），计算机越来越多地了解复杂数据。卡尔森帮助开发了一种新的AI系统来理解脑波数据。
卡尔森说：“我们正在尝试做的是使这个可以学习和描述大脑中发生的事情的AI系统，并且我们试图将AI视为科学过程中的合作者。”
重要的是，新的AI工具可以分析来自每个大脑区域的所有电活动，数以万计的脑细胞，并为新的“社交大脑网络”地图绘制。现在，研究人员可以通过查看其社交大脑网络的综合活动来预测哪些动物更喜欢同龄人的公司。
Dzirasa的团队配备了新的地图和水晶球，以实现社交趋势，测试了激活该社交大脑网络是否会使小鼠更加社交。为了获得对这些大脑区域的精确控制，研究人员使用了一种称为光遗传学的基于光的技术，使它们能够随意立即在特定的大脑区域上拍打。照亮前额叶皮层脑细胞已经引起已经传出的小鼠，以使另一只老鼠更加舒适，这表明这种社交大脑网络既有感官又指导社会行为。
作为最终测试，Dzirasa询问这种社交大脑网络模型是否可以在自闭症的鼠标模型中检测到社会行为受损。当Dzirasa的团队在小鼠中淘汰了ANK2时，这一基因与自闭症患者有关，他们的行为使机器学习工具混淆了。它无法再预测给定小鼠的社交方式是如何基于其脑波的，这表明新的机器学习工具擅长检测异常的电活动。
Dzirasa和Carlson渴望探索这些小鼠中这些发现的能力。目前，卡尔森（Carlson）的团队正在与杜克大学自闭症和大脑开发中心的研究人员合作，以评估这种新机器学习工具是否可以检测到大脑变化在典型和神经多样的儿童中。
Dzirasa希望能更好诊断工具和其他社会疾病的治疗方法。他将这一目标比作心脏病学：心电图在任何人活跃时都可以测量其心率，并将其与静止时的基线心率进行比较，这在人群之间差异很大。但是，没有类似方式跟踪和治疗脑疾病的等效工具。也没有一个起搏器可以拨打“正确”的人际关系，这是Dzirasa实验室的另一个未来目标。
但是，Dzirasa渴望强调差异是正常的，因此这项研究和未来的工作对于理解某人在某人典型的社交范围之外如何出现问题很重要。
Dzirasa说：“有些人比其他人更社交。这并不意味着较少的社交患者患有精神病，这意味着存在个人差异。”“如果您想最终将其联系起来，以思考人类在精神病中的影响，那么您就需要了解个人。”
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