人与狗相处越久关系越亲密！张永清团队揭示孤独症家犬模型的人犬脑同步化缺陷

人与狗之间的互动极为密切，但其神经基础仍未完全揭示。脑间活动耦合，即个体间神经活动的同步，被认为是社交互动的神经基础。2024年9月11日，中国科学院遗传与发育生物学研究所的张永清研究员团队，与中科院自动化所余山研究员、英国林肯大学郭昆教授及北京师范大学卢春明教授合作，在Advanced Science期刊上发表了一篇题为“Disrupted Human–Dog Interbrain Neural Coupling in Autism-Associated Shank3 Mutant Dogs”的研究论文，首次揭示了人狗互动中跨物种的脑间活动耦合现象。

研究人员通过分析狗和人脑电图信号，发现相互注视和抚摸能在人狗互动的额叶和顶叶区域引发脑间同步。随着互动次数增加，脑间同步的强度也随之增强。研究表明，在这种互动过程中，人类通常起主导作用，而狗则是追随者。尤其是那些具有Shank3突变的狗，它们在互动中的脑间耦合明显受损，注意力也有所下降。而迷幻药麦角酸二乙酰胺(LSD)可以改善这些问题。该研究结果揭示了人与狗之间的跨物种交流可能基于脑间同步，并暗示LSD有潜力改善自闭症患者的社交障碍。

狗作为人类最早驯养的动物，已有超过三万年的历史。它们不仅具备狩猎和保护技能，还成为许多家庭的重要一员，提供情感支持和陪伴。虽然不少跨物种关系基于互惠互利，但人与狗之间的交流显得格外特殊。狗能够通过行为、面部表情和声调，解读和响应人类的情绪和交流信号，这种能力在其他伴侣动物，如猫中并不常见。但这种交流背后的神经机制仍不完全清楚。

先前研究表明，同一物种的个体在社交互动过程中会出现脑间神经耦合。这种耦合最早在人类中发现，随后在老鼠、蝙蝠和非人类灵长类动物中也得到证实。大脑间的神经耦合反映了社交互动的互惠性、共同注意力及互动质量。然而，以往的研究多集中于同种动物之间的互动，而不同物种之间的脑间活动耦合尚未明确。

本研究通过非侵入性无线脑电图(EEG)技术，首次同时测量了实验室犬（比格犬）和陌生人类在互动时的大脑活动，证实了在人狗互动中，特别是在额叶和顶叶区域，存在定向的脑间神经耦合。这两个脑区与共同注意力密切相关。研究还发现，Shank3突变的狗在互动过程中，脑间耦合和共同注意力均受损，但经过麦角酸二乙酰胺(LSD)治疗，这些症状得到缓解。

这一研究不仅有助于理解人与狗之间有效社交互动背后的神经机制，还指出了LSD在改善自闭症患者社交障碍方面的潜力。