心理所合作研究揭示人类与猕猴识别跨物种生物运动的共同性和特异性脑区

无论是人类还是动物，都具备快速识别外界环境中同类或其他物种运动模式的能力。这种本能不仅帮助人类在复杂的环境中迅速察觉潜在的威胁，例如辨别森林中猛兽的行动轨迹，还使人们能够轻松区分同伴的行走、奔跑或跳跃等动作，在社交互动和合作中发挥至关重要的作用。对于动物而言，这种能力更是直接关乎生存——无论是在捕食、躲避天敌，还是与同伴进行社交互动，快速解读生物运动模式往往意味着更高的生存概率。尽管大量研究已经证实，人类和猕猴都具备加工生物运动的能力，但大脑究竟是如何处理跨物种与同物种生物运动信息，以及这一能力在进化过程中经历了怎样的演变，仍然是未解之谜。

中国科学院心理研究所蒋毅研究组和中国科学院生物物理研究所刘宁研究组开展了一项创新性的跨物种研究，利用核磁共振技术记录人类被试和猕猴被试分别观看正立和倒置的同物种和跨物种生物运动的大脑反应（图1）。

图1. 实验设计图和示例刺激示意图

图2. 人类MT和pSTS对同物种和跨物种生物运动的反应

研究发现，人类大脑的颞叶中部（middle temporal area, hMT+）对人类和猕猴的运动都能做出反应，但右后上颞沟（right posterior superior temporal sulcus, hpSTS）更倾向于识别人类生物运动模式（图2）。此外，当人类观看同类的运动时，大脑中hMT+和hpSTS之间的连接会变得更强。这表明hpSTS可能在专门处理同类生物运动方面起到了重要作用。

图3. 猕猴MT对同物种和跨物种生物运动的反应

相比之下，猴子大脑的MT区对两种物种的运动都能做出反应。但与人类不同的是，尽管研究者尝试了多种分析，仍未能在猴子的大脑内部发现类似hpSTS的区域，即没有专门处理同物种运动的特定脑区（图3）。

研究人员对比分析后认为，大脑的上游区域（即MT）在不同物种间可能保留了相似的功能，而下游区域（即STS）则在进化过程中逐渐分化。这一发现不仅揭示了人类与猕猴在生物运动加工上的共性与差异性，也为理解生物运动感知的神经机制及其进化提供了新的视角。

该研究得到了科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目（2021ZD0203800、2021ZD0200200、2021ZD0204200）、国家自然科学基金（32430043、316600884，32400864）、中国科学院创新交叉团队（JCTD-2021-06）以及中央高校基本科研业务费专项资金资助的支持。

研究成果近期在线发表于Advanced Science。心理所博士研究生程羽慧（已毕业）和生物物理所博士后辛雨萌为论文共同第一作者，心理所蒋毅研究员、生物物理所刘宁研究员、心理所袁祥勇副研究员为论文共同通讯作者，心理所助理研究员鲁溪芊、生物物理所博士研究生杨天舒（已毕业）、心理所博士研究生马晓涵为论文共同作者。

论文信息：

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]

相关研究：

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]