 導(dǎo)語(yǔ)群體中的恒河猴會(huì)記憶伙伴的復(fù)雜社會(huì)行為，蝙蝠群落交流時(shí)會(huì)同步大腦狀態(tài)。大部分復(fù)雜的大腦都有一種渴望，也就是與其他大腦和諧共處。智能，并非僅僅來(lái)自單個(gè)大腦的運(yùn)作，也來(lái)自多個(gè)大腦的協(xié)同互動(dòng)。復(fù)雜系統(tǒng)的視角讓我們從多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的尺度來(lái)研究動(dòng)物的智能，從神經(jīng)元到大腦和器官，然后再到成對(duì)的個(gè)體乃至群體。所有這些層面如何相互關(guān)聯(lián)，涌現(xiàn)出復(fù)雜的社會(huì)智能。 研究領(lǐng)域：社會(huì)智能，集體神經(jīng)科學(xué)，同步，復(fù)雜系統(tǒng) 1. 社會(huì)智能的進(jìn)化人類并非是唯一一種能夠稱得上有教養(yǎng)地遵守社會(huì)規(guī)范的生物。如果一群成年雄性恒河猴 (Macaca mulatta) 發(fā)現(xiàn)自己坐在擺滿食物的轉(zhuǎn)臺(tái)周圍，他們也會(huì)表現(xiàn)出禮尚往來(lái)的互惠精神。如果一只猴子給另一只猴子一塊水果，它會(huì)期望因此獲得回報(bào)。如果沒(méi)有得到預(yù)期的回報(bào)，第一只猴子很可能進(jìn)行報(bào)復(fù)，比如在輪到他時(shí)會(huì)拒絕放棄食物。猴子也喜歡結(jié)成小圈子；如果小圈子看到成員之一對(duì)一只猴子很友善，他們就會(huì)集體對(duì)這只猴子表現(xiàn)出善意。留心觀察的話，他們看起來(lái)就像一群朋友在酒吧里互相買酒。 盡管數(shù)十年的研究已經(jīng)破除了社會(huì)性（sociality）為人類所獨(dú)有之類的神話，科學(xué)家們?nèi)匀徊磺宄?dòng)物個(gè)體是如何存儲(chǔ)自身所嵌入（embedded）的社會(huì)結(jié)構(gòu)信息。猴子是僅僅通過(guò)一種復(fù)雜的鏡像形式相互模仿并分享食物？抑或是真的依據(jù)自己和他人行為的記憶來(lái)在更廣泛的群體互作中做出決定？ 多年來(lái)，生物學(xué)家使用各種理論來(lái)回應(yīng)這些問(wèn)題。盡管19世紀(jì)以降的博物學(xué)家關(guān)注動(dòng)物行為時(shí)側(cè)重心理和生理，直到上世紀(jì)30年代，在 Nikolaas Tinbergen 和 Karl von Frisch 為代表的動(dòng)物學(xué)家開創(chuàng)性的工作之后，該領(lǐng)域才將研究重點(diǎn)再次放回通過(guò)進(jìn)化論來(lái)闡釋社會(huì)行為上。 隨著動(dòng)物行為研究這一現(xiàn)代行為學(xué)學(xué)科的出現(xiàn)，現(xiàn)存兩種主要的動(dòng)物社會(huì)生活調(diào)查方式。其一是觀察野外動(dòng)物來(lái)獲取數(shù)據(jù)，以“從外向內(nèi)”（outside in）的視角觀察來(lái)了解群體動(dòng)態(tài)，但這也使研究者難以從個(gè)體生物的大腦活動(dòng)去解釋行為。其二則是基于檢測(cè)個(gè)體的大腦活動(dòng)，嘗試在神經(jīng)脈沖發(fā)放與動(dòng)物的行為模式之間找到聯(lián)系，這一“由內(nèi)而外”（inside out）的視角也決定了群體層面的動(dòng)態(tài)常常難以被顧及。這兩種范式都無(wú)法講述一個(gè)完整的故事。 新一代的科學(xué)家們正在試圖用更精細(xì)的方法去研究動(dòng)物社會(huì)性新范式。這項(xiàng)被稱為“集體神經(jīng)科學(xué)”（collective neuroscience）的研究項(xiàng)目緣起于這樣一種觀點(diǎn)：有別于通常認(rèn)識(shí)當(dāng)中的為了解決問(wèn)題而進(jìn)化，大腦進(jìn)化可能主要是為了幫助動(dòng)物作為社會(huì)群體的成員而存在，由此切入研究或許會(huì)有不同的發(fā)現(xiàn)。由于嵌入社會(huì)結(jié)構(gòu)的大腦會(huì)改變自身和其他大腦的行為方式，因此僅孤立地研究不能提供完整視野的個(gè)體是沒(méi)有意義的?；谥悄苁窃诙鄠€(gè)大腦之間循環(huán)因果關(guān)系的動(dòng)力學(xué)這一觀點(diǎn)，研究人員利用最新的神經(jīng)成像技術(shù)，來(lái)更詳細(xì)地了解多種動(dòng)物在參與各種社交活動(dòng)時(shí)的大腦狀態(tài)。我們希望這些技術(shù)手段、觀察方法可以幫助找到關(guān)于動(dòng)物如何感知他們的社會(huì)世界以及感知如何被神經(jīng)編碼的答案。 除了非人類動(dòng)物社會(huì)，“集體神經(jīng)科學(xué)”或許還可能幫助我們破譯人類社會(huì)的復(fù)雜性。由于大腦在與他人建立關(guān)系時(shí)往往會(huì)以不同的方式運(yùn)作，因此我們可能有必要認(rèn)識(shí)到，除了關(guān)注個(gè)人病狀，根據(jù)更廣泛的社會(huì)環(huán)境來(lái)調(diào)整干預(yù)措施以改善心理健康或許更重要。此外，如果社會(huì)性是通往智能之路的必要步驟，那么在完全不同的領(lǐng)域，比如在機(jī)器學(xué)習(xí)算法是否真的有機(jī)會(huì)接近人類智能這樣的問(wèn)題上，或許需要考慮把它們嵌入到有更多其他算法的“社會(huì)”中。 2. 復(fù)雜的大腦渴望與其他大腦和諧共處在動(dòng)物認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的主流研究中，大腦的某些區(qū)域往往被認(rèn)為與感知、行動(dòng)、記憶、注意力、決策、社會(huì)性有關(guān)。但根據(jù) Florida Atlantic University 腦科學(xué)與復(fù)雜系統(tǒng)研究中心的 Emmanuelle Tognoli 的觀點(diǎn)，在用集體的視角來(lái)研究動(dòng)物行為時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，大部分復(fù)雜的大腦都有這樣一種渴望，也就是與其他大腦和諧共處。包括 Tognoli 在內(nèi)，很多研究者相信，大腦在信息復(fù)雜性上的進(jìn)化很可能是為了引導(dǎo)和協(xié)調(diào)社會(huì)關(guān)系。她說(shuō)，如果確實(shí)如此，那么忽視社會(huì)性的認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)可能毫無(wú)意義。 許多認(rèn)知科學(xué)研究關(guān)注大腦如何對(duì)基本刺激做出反應(yīng)——例如如何解決朋友向我們傾訴的問(wèn)題，或者如何在幾周后仍然能夠回憶起某次對(duì)話內(nèi)容?！暗词故且豁?xiàng)兩個(gè)個(gè)體間的動(dòng)力學(xué)研究，也通常缺乏在有機(jī)的、更復(fù)雜的社會(huì)群體中自然呈現(xiàn)出的互動(dòng)多樣性，比如注意力分配、小團(tuán)體創(chuàng)建和盟友招募，” Paris Brain Institute 的研究員 Julia Sliwa 如是說(shuō)。她曾開創(chuàng)性地撰寫了一篇關(guān)于動(dòng)物研究中需要更多的集體神經(jīng)科學(xué)的論文。Julia Sliwa 等研究者試圖顛覆的是這樣一種傳統(tǒng)觀念，即智能，或者在本文中所討論的物種的社會(huì)智能（social intelligence），完全來(lái)自單個(gè)大腦的運(yùn)作。到目前為止，人們一直在研究的是單個(gè)大腦中的神經(jīng)元組如何在大腦中創(chuàng)造信息。但我們同樣需要關(guān)注這些信息是如何在多個(gè)協(xié)同工作的大腦之間完成加工和處理。 迄今為止，證明這一想法的主要困難在于技術(shù)問(wèn)題，尤其是對(duì)于非人類動(dòng)物而言。動(dòng)物神經(jīng)科學(xué)研究中往往需要將動(dòng)物連接到實(shí)驗(yàn)室笨重的機(jī)器上，并鼓勵(lì)它們成對(duì)互動(dòng)，因此這些人為變量不可避免地扭曲了自然存在的社會(huì)動(dòng)力學(xué)。不過(guò)目前的無(wú)線神經(jīng)生理記錄設(shè)備等新的便攜式技術(shù)手段使得在自然環(huán)境中觀察生物在更大群體中的有機(jī)互作成為可能。 回到我們開頭提到的恒河猴的故事，這是 2021 年末發(fā)表于 Science 雜志上的一項(xiàng)哈佛神經(jīng)外科研究。研究人員通過(guò)精度極高的、記錄特定神經(jīng)元的頭盔監(jiān)測(cè)猴腦活動(dòng)。他們觀察到每種互動(dòng)似乎都涉及背內(nèi)側(cè)前額葉皮層（dorsomedial prefrontal cortex，這一腦區(qū)通常被認(rèn)為在社交互動(dòng)中發(fā)揮作用）中的幾個(gè)標(biāo)志性神經(jīng)元被“點(diǎn)亮”。不同神經(jīng)元會(huì)根據(jù)環(huán)境做出不同反應(yīng)——一些神經(jīng)元在沒(méi)有得到水果時(shí)放電，當(dāng)被回應(yīng)時(shí)保持沉默，而另一些神經(jīng)元?jiǎng)t有相反的行為。還有其他神經(jīng)元似乎負(fù)責(zé)編碼有關(guān)選擇、結(jié)果和其他猴子之間互動(dòng)的信息。換句話說(shuō)，可能存在負(fù)責(zé)記錄伙伴的復(fù)雜社會(huì)行為的神經(jīng)元。
哈佛研究人員將這些觀察結(jié)果提取到神經(jīng)元地圖中，這使他們能夠預(yù)測(cè)恒河猴在現(xiàn)實(shí)生活中是否進(jìn)行回報(bào)或報(bào)復(fù)。這些預(yù)測(cè)結(jié)果非常準(zhǔn)確，表明特定的神經(jīng)元可以代表特定的社會(huì)信息片段。為了進(jìn)一步驗(yàn)證這一發(fā)現(xiàn)，研究人員還通過(guò)施加微小電流擾動(dòng)猴腦特定部分神經(jīng)元活動(dòng)，以查看這是否會(huì)妨礙恒河猴進(jìn)行社交活動(dòng)且仍然能夠執(zhí)行如記憶決策等其他認(rèn)知功能。的確，這些擾動(dòng)使得恒河猴社交能力下降，像預(yù)測(cè)的一樣無(wú)法進(jìn)行回報(bào)或報(bào)復(fù)。 3. 社會(huì)動(dòng)物會(huì)同步大腦狀態(tài)Sliwa 提到的第二種實(shí)驗(yàn)范式關(guān)注“腦對(duì)腦同步”（brain-to-brain synchronisation）。在 2010 年的一項(xiàng)重要研究中，蒙特利爾大學(xué)計(jì)算精神病學(xué)助理教授 Guillaume Dumas 證明了在一起參與活動(dòng)時(shí)，人類受試者的大腦會(huì)在神經(jīng)學(xué)層面上有著相似的反應(yīng)，比如在做出搞笑但無(wú)意義的手勢(shì)時(shí)對(duì)視。另一項(xiàng) Dumas 自己也參與了的研究則是給一對(duì)愛侶中的一人以疼痛刺激——二人或單獨(dú)在一個(gè)房間中，或和伴侶在一個(gè)房間里，或在一個(gè)房間里且和伴侶手牽手——并監(jiān)測(cè)對(duì)大腦同步活動(dòng)的影響。不出所料，最后一種情況下，手牽手的愛侶大腦信號(hào)同步最強(qiáng)，接受疼痛刺激的一方也報(bào)告疼痛減輕。（其他研究已經(jīng)表明，如果僅和陌生人牽手，鎮(zhèn)痛效果會(huì)低得多。）
這項(xiàng)工作也擴(kuò)展到其他語(yǔ)境中。普林斯頓神經(jīng)科學(xué)研究所的研究員 Uri Hasson 證明，一個(gè)好的故事講述者可以使自身和聽眾的大腦活動(dòng)實(shí)現(xiàn)同步（如果之間有共同觀點(diǎn)、經(jīng)歷和信念）。根據(jù) Max Planck – NYU Center for Language, Music and Emotion 高級(jí)研究員 Suzanne Dikker 的研究，在課堂環(huán)境中，學(xué)生的腦電波與同齡人的同步程度可以很好地預(yù)測(cè)他們的參與程度，以及他們?cè)趫F(tuán)隊(duì)中的感受。 那么這種現(xiàn)象是否存在于非人類動(dòng)物中呢？加州大學(xué)伯克利分校的神經(jīng)科學(xué)家也在 Science 雜志上發(fā)表了一篇論文，在集體神經(jīng)科學(xué)視角下來(lái)觀察果蝠（fruit bats）這種群居動(dòng)物，他們大部分生命都在一個(gè)群體中度過(guò)，白天一起擠到小角落，晚上成群覓食。
研究人員使用無(wú)線神經(jīng)生理記錄設(shè)備追蹤蝙蝠的大腦活動(dòng)。這些動(dòng)物在圍欄中飛來(lái)飛去，并用它們標(biāo)志性的高音尖叫相互交談。就像恒河猴的研究一樣，當(dāng)蝙蝠識(shí)別和區(qū)分群體不同成員的叫聲時(shí)，有著不同的神經(jīng)元放電模式，一只蝙蝠的叫聲會(huì)刺激聽者特定某組神經(jīng)元的活動(dòng)，而另一只蝙蝠的叫聲則刺激另一組神經(jīng)元。這種對(duì)應(yīng)關(guān)系非常清晰，以至于當(dāng)在安靜的房間里觀察屏幕上蝙蝠的大腦活動(dòng)時(shí)，研究人員可以識(shí)別出是哪些蝙蝠在叫。 此外，研究發(fā)現(xiàn)，整個(gè)蝙蝠群落在進(jìn)行交流時(shí)會(huì)同步大腦狀態(tài)。他們的神經(jīng)元以類似的方式發(fā)放峰電位和振蕩，使大腦“同頻共振”。如果蝙蝠之間關(guān)系不錯(cuò)、常常待在一起，大腦同步會(huì)更加強(qiáng)烈——這種效果也許類似于 Dumas 研究中的發(fā)現(xiàn)。在社會(huì)亞群中也觀察到了同樣的效果；當(dāng)其中一只發(fā)聲時(shí)，這些小團(tuán)體的成員也有更清晰的神經(jīng)元表征。 神經(jīng)科學(xué)家還嘗試單獨(dú)向一些蝙蝠播放錄音，但未能激發(fā)相關(guān)大腦區(qū)域的活動(dòng)——也許表明蝙蝠知道這并非真正的社交互動(dòng)。這種影響可能部分源于動(dòng)物使用視覺和嗅覺以及聽覺來(lái)處理彼此的存在。但是，這也可能表明，個(gè)體大腦的神經(jīng)元需要另一個(gè)大腦的存在才能記錄社會(huì)動(dòng)態(tài)，也即社交語(yǔ)境調(diào)節(jié)大腦內(nèi)部與大腦之間的活動(dòng)。 當(dāng)然，此中奧義頗多，我們尚未完全破解。誠(chéng)然，當(dāng)兩只蝙蝠伙伴互相呼喚時(shí)，特定的神經(jīng)元會(huì)被調(diào)用、同步，而當(dāng)兩只猴子分享食物時(shí)，特定的神經(jīng)元會(huì)被“點(diǎn)亮”。但與此同時(shí)，這些神經(jīng)元是否在同步、識(shí)別或編碼互動(dòng)中傳達(dá)的信息仍有待確定。關(guān)于社交信息隨著時(shí)間推移保留的程度，或者它是否只是在當(dāng)下的社交活動(dòng)期間，我們也暫時(shí)不清楚。盡管如此，集體神經(jīng)科學(xué)研究無(wú)疑取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。Silwa 說(shuō)，在之前的大多數(shù)研究中，研究人員甚至無(wú)法找到一個(gè)神經(jīng)元放電與否的原因，無(wú)論答案是動(dòng)物已經(jīng)意識(shí)到正在與他們的伙伴互動(dòng)，還是僅僅由于與另一只動(dòng)物互動(dòng)。 根據(jù) Silwa 的說(shuō)法，這些初步研究也是更大難題的重要部分。上述結(jié)果證實(shí)了這樣一種觀點(diǎn)，即當(dāng)對(duì)許多大腦一起進(jìn)行研究時(shí)，科學(xué)家有可能獲得全新的發(fā)現(xiàn)。最重要的是，這也意味著放棄刺激和輸入、行為和輸出之間的清晰劃分，相反，集體神經(jīng)科學(xué)涉及對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)科學(xué)的思考，其中因果關(guān)系不是線性的而是循環(huán)的，社會(huì)行為和神經(jīng)互動(dòng)以難以捉摸的方式相互交織。 在一個(gè)運(yùn)動(dòng)隊(duì)中，每個(gè)球員的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以告訴你很多關(guān)于他們是否會(huì)為球隊(duì)做出好的補(bǔ)充，但是球員之間是否有共鳴、同步性如何、是否團(tuán)隊(duì)合作，不能通過(guò)他們的得分或助攻數(shù)來(lái)量化。然而，這種集體的“X 因子”可以使一支優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)成長(zhǎng)為夢(mèng)之隊(duì)。 4. 復(fù)雜系統(tǒng)視角從多尺度研究大腦智能在社會(huì)動(dòng)物神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域，研究者并非盯著單個(gè)大腦活動(dòng)，而是觀察個(gè)體大腦如何影響社交語(yǔ)境并受到其反作用。根據(jù) Tognoli 的觀點(diǎn)，復(fù)雜系統(tǒng)的視角要求我們從多個(gè)相互關(guān)聯(lián)的尺度來(lái)研究動(dòng)物神經(jīng)科學(xué)：從神經(jīng)元到大腦和器官，然后再到成對(duì)的個(gè)體乃至群體，所有這些層面如何相互關(guān)聯(lián)。認(rèn)知本質(zhì)上是一個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程，不僅發(fā)生在大腦內(nèi)部和大腦之間，而且涵蓋了各種生物、行為和社會(huì)組織的方面。 繪制神經(jīng)元活動(dòng)與特定社會(huì)互動(dòng)的關(guān)系圖，了解群體社會(huì)動(dòng)力學(xué)對(duì)大腦的影響，也可以揭示人類社會(huì)的各個(gè)方面。舉個(gè)例子，集體神經(jīng)科學(xué)提供了一種不同的方式來(lái)看待抑郁癥和精神分裂癥等神經(jīng)精神疾病，它們不是作為大腦中個(gè)體“功能障礙”（dysfunctions）的特例，而是伴隨多種動(dòng)態(tài)生理和社會(huì)進(jìn)程所出現(xiàn)的現(xiàn)象。如果我們本質(zhì)上是一種“社會(huì)存在”（social beings），文化對(duì)人類進(jìn)化產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響，那么我們?nèi)绾尾拍苌钊肓私馊祟愓J(rèn)知？恒河猴等研究性實(shí)驗(yàn)有助于識(shí)別與異常或正常社會(huì)行為相關(guān)的腦區(qū)，而對(duì)人類的相關(guān)研究也會(huì)產(chǎn)生新的療法或干預(yù)的可能性。 在人工智能領(lǐng)域，接受集體神經(jīng)科學(xué)范式與否可能意味著真正的智能與有用但局限的算法之別。如果人類復(fù)雜的認(rèn)知結(jié)構(gòu)源于他們參與社會(huì)和文化學(xué)習(xí)的能力，那么計(jì)算機(jī)科學(xué)家也應(yīng)該注意到這一關(guān)鍵。計(jì)算精神病學(xué)家 Dumas 表示，人工智能中的社交互動(dòng)就像物理領(lǐng)域中的暗物質(zhì)：“我們很清楚它的存在，但我們還不知道如何直接研究它。到目前為止，人工智能在將社會(huì)認(rèn)知視為一項(xiàng)潛在任務(wù)，而不是復(fù)雜認(rèn)知的構(gòu)成方面，或許有些唯我論（solipsistic）和個(gè)人主義（individualistic）?！彼壳暗墓ぷ髦饕P(guān)于創(chuàng)建框架，將這種多維形式的社會(huì)智能包含在人工智能的編碼方式中，利用對(duì)社會(huì)學(xué)習(xí)的理解來(lái)幫助機(jī)器向人類認(rèn)知水平前進(jìn)。
Sliwa 提醒道，為了應(yīng)對(duì)未來(lái)的挑戰(zhàn)，這并不是完全放棄單腦神經(jīng)科學(xué)的問(wèn)題，網(wǎng)絡(luò)中的互動(dòng)可能解釋了我們?cè)诜侨祟悇?dòng)物身上看到的大部分社會(huì)智能——但這也是因?yàn)樗鼈兊拇竽X能夠獨(dú)立分析社會(huì)互動(dòng)。繼續(xù)研究單個(gè)大腦如何擁有這種先進(jìn)的認(rèn)知能力，以及這些個(gè)體大腦如何分組工作仍然至關(guān)重要。但如果意識(shí)到智能是關(guān)于多個(gè)大腦之間反饋回路的動(dòng)態(tài)，那么我們的研究方式也得是一個(gè)由不同循環(huán)框架相互反饋的系統(tǒng)——許多不同層次研究的循環(huán)（a lot of loops of different levels of investigation）。
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