《Scientific Reports》:Self-control has a social role in primates, but not in other mammals or birds
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本文針對抑制能力的認知基礎、功能領域及分類分布爭議,分析靈長類實驗數據,發現抑制任務分兩類,前者與社會環境相關,后者與覓食相關,且戰略自我控制為類人猿特有,為認知研究及神經成像提供方向。
在動物認知領域,抑制能力的研究長期存在三大爭議:認知基礎是否統一、功能是否具領域特異性、分類分布是否廣泛。傳統觀點認為自我控制(self-control)作為執行功能(executive functions)的核心,在覓食決策中起關鍵作用,如動物需放棄即時小獎勵以獲取未來更大收益。然而,社會群體中的抑制需求(如維持群體時空凝聚力、避免不必要攻擊)卻常被忽視,這與實驗設計偏好即時可測的簡單獎勵機制密切相關。例如,穩定社會群體中的個體需抑制自身覓食或休息欲望以保持群體協調,這種能力對個體適應性有深遠影響,但因涉及長期效應而難以在實驗室模擬。此外,不同研究對 “抑制” 的定義模糊,導致分類學上的結論矛盾,部分學者認為靈長類獨有戰略抑制能力,另一些則主張其在鳥類、哺乳類中廣泛存在。
為解決這些爭議,英國牛津大學(University of Oxford)與曼徹斯特大學(University of Manchester)的研究人員開展了系列研究,相關成果發表于《Scientific Reports》。研究聚焦靈長類抑制能力的認知分類、功能關聯及演化特異性,驗證了帕辛厄姆 - 懷斯猜想(Passingham-Wise Conjecture),即戰略自我控制為類人猿特有,為理解靈長類社會認知演化提供了新視角。
研究采用的關鍵技術方法包括:①因子分析(factor analysis)與主成分分析(PCA),用于解析不同抑制任務的認知相關性,如對 Amici 等數據集的 5 項任務進行因子分析,發現其分為戰略抑制(如 A-not-B 任務、延遲滿足任務)與因果推理(如迂回任務)兩類;②中介分析(mediation analysis),探討腦容量、社會群體大小與抑制能力的因果關系;③跨物種比較實驗,基于 MacLean 等的數據集,測試 36 種鳥類和哺乳動物在 A-not-B 任務(抑制能力)與圓柱體任務(因果推理)中的表現,驗證帕辛厄姆 - 懷斯猜想。
研究結果
1. 抑制任務的認知分類:戰略抑制與因果推理的分離
通過對靈長類實驗數據的因子分析發現,傳統歸類為 “抑制” 的任務實際分為兩類:一類為戰略抑制任務(如 A-not-B 任務、時間折扣任務),涉及抑制優勢行為以追求未來收益,需想象虛擬情境并比較替代可能性;另一類為因果推理或迂回任務(如透明圓柱體任務、秋千門任務),依賴物理因果理解,屬于簡單運動抑制。兩類任務在靈長類中的表現無顯著相關性,表明其依賴不同認知機制。
2. 功能關聯34:戰略抑制與社會環境,因果推理與覓食需求
主成分分析顯示,戰略抑制任務表現與社會群體大小、日活動距離顯著正相關,反映其對維持群體凝聚力的重要性。例如,狒狒群體裂變風險隨群體規模和日行程增加而上升,戰略抑制能力可通過調節個體行為同步性降低這一風險。而因果推理任務則與飲食中水果占比、家域大小相關,提示其與覓食策略(如果實分布的認知挑戰)更相關。
3. 演化特異56性:戰略抑制為類人猿獨有
對鳥類、嚙齒類、食肉目等 36 物種的跨物種實驗表明,僅類人猿在 A-not-B 任務中表現顯著高于隨機水平(p<0.0001),其他類群(包括原猴類、鳥類、嚙齒類)均未展現戰略抑制能力。圓柱體任務中,非靈長類動物(如食肉目)表現接近類人猿,但該任務屬于因果推理,不涉及高級抑制,印證戰略抑制的演化獨特性。
研究結論與討論
78本研究明確了抑制能力的異質性:戰略抑制(自我控制)與因果推理分屬不同認知范疇,前者為類人猿應對復雜社會生活的演化適應,依賴前額葉皮層的額極區(BA10),這與帕辛厄姆 - 懷斯猜想一致。神經成像與損傷研究表明,戰略抑制激活額極區,而簡單運動抑制依賴內側前額葉皮層(如前扣帶回皮層 BA24/32/33),進一步支持兩類任務的神經機制差異。
研究意義在于:①澄清了 “12抑制” 概念的混淆,強調實驗設計需明確任務的認知本質,避免術語濫用;②揭示社會選擇壓力對靈長類認知演化的驅動作用,戰略抑制通過維持群體凝聚力提升個體適應性,補充了 “社會腦” 理論;③為比較認知學提供新框架,提示非靈長類動物的抑制能力可能局限于簡單運動層面,而類人猿的高級抑制能力與其復雜社會結構密切相關。未來研究需拓展非靈長類社會物種(如海豚、大象)的測試,并結合神經成像技術解析 BA10 的功能演化,以全面揭示自我控制的生物學基礎。