心理所合作研究揭示人類與獼猴識別跨物種生物運動的共同性和特異性腦區

無論是人類還是動物，都具備快速識別外界環境中同類或其他物種運動模式的能力。這種本能不僅幫助人類在復雜的環境中迅速察覺潛在的威脅，例如辨別森林中猛獸的行動軌跡，還使人們能夠輕松區分同伴的行走、奔跑或跳躍等動作，在社交互動和合作中發揮至關重要的作用。對于動物而言，這種能力更是直接關乎生存——無論是在捕食、躲避天敵，還是與同伴進行社交互動，快速解讀生物運動模式往往意味著更高的生存概率。盡管大量研究已經證實，人類和獼猴都具備加工生物運動的能力，但大腦究竟是如何處理跨物種與同物種生物運動信息，以及這一能力在進化過程中經歷了怎樣的演變，仍然是未解之謎。

中國科學院心理研究所蔣毅研究組和中國科學院生物物理研究所劉寧研究組開展了一項創新性的跨物種研究，利用核磁共振技術記錄人類被試和獼猴被試分別觀看正立和倒置的同物種和跨物種生物運動的大腦反應（圖1）。

圖1. 實驗設計圖和示例刺激示意圖

圖2. 人類MT和pSTS對同物種和跨物種生物運動的反應

研究發現，人類大腦的顳葉中部（middle temporal area, hMT+）對人類和獼猴的運動都能做出反應，但右后上顳溝（right posterior superior temporal sulcus, hpSTS）更傾向于識別人類生物運動模式（圖2）。此外，當人類觀看同類的運動時，大腦中hMT+和hpSTS之間的連接會變得更強。這表明hpSTS可能在專門處理同類生物運動方面起到了重要作用。

圖3. 獼猴MT對同物種和跨物種生物運動的反應

相比之下，猴子大腦的MT區對兩種物種的運動都能做出反應。但與人類不同的是，盡管研究者嘗試了多種分析，仍未能在猴子的大腦內部發現類似hpSTS的區域，即沒有專門處理同物種運動的特定腦區（圖3）。

研究人員對比分析后認為，大腦的上游區域（即MT）在不同物種間可能保留了相似的功能，而下游區域（即STS）則在進化過程中逐漸分化。這一發現不僅揭示了人類與獼猴在生物運動加工上的共性與差異性，也為理解生物運動感知的神經機制及其進化提供了新的視角。

該研究得到了科技創新2030-“腦科學與類腦研究”重大項目（2021ZD0203800、2021ZD0200200、2021ZD0204200）、國家自然科學基金（32430043、316600884，32400864）、中國科學院創新交叉團隊（JCTD-2021-06）以及中央高校基本科研業務費專項資金資助的支持。

研究成果近期在線發表于Advanced Science。心理所博士研究生程羽慧（已畢業）和生物物理所博士后辛雨萌為論文共同第一作者，心理所蔣毅研究員、生物物理所劉寧研究員、心理所袁祥勇副研究員為論文共同通訊作者，心理所助理研究員魯溪芊、生物物理所博士研究生楊天舒（已畢業）、心理所博士研究生馬曉涵為論文共同作者。

論文信息：

Y. Cheng#, Y. Xin, X#. Lu, T. Yang, X. Ma, X. Yuan, N. Liu, Y. Jiang, Shared and Unique Neural Codes for Biological Motion Perception in Humans and Macaque Monkeys. Adv. Sci. 2025, 2411562. https://doi.org/10.1002/advs.202411562?[# Co-First Author]

相關研究：

Lu, X.#, Hu, Z.#, Xin, Y.#, Yang, T., Wang, Y., Zhang, P., Liu, N., & Jiang, Y. (2024). Detecting biological motion signals in human and monkey superior colliculus: A subcortical-cortical pathway for biological motion perception.?Nature Communications, 15, 9606. [# Co-First Author]

Wang, L.#, Zhang, B.#, Lu, X., Wang, R., Ma, J., Chen, Y., Zhou, Y., Dai, J., & Jiang, Y. (2024). Genetic and neuronal basis for facial emotion perception in humans and macaques.?National Science Review, 11(11), nwae381. [# Co-First Author]

Ma, X.#, Yuan, X.#, Liu, J., Shen, L., Yu, Y., Zhou, W., Liu, Z., & Jiang, Y. (2022). Gravity-dependent animacy perception in zebrafish.?Research, 2022, 9829016. [# Co-First Author]