撰稿：邢川，审核：于翔

2025年12月29日，受北京大学IDG麦戈文脑科学研究所邀请，加州大学洛杉矶分校的洪暐哲教授在吕志和楼报告厅作了题为“The neuroscience of prosocial behavior: from helping and cooperation to social AI”的学术报告，于翔教授主持报告会。

1.亲社会行为的进化悖论与小鼠模型建立

所有生命均以生存和繁殖为核心驱动力，个体倾向于做出利于自身的行为，这与亲社会行为（利于他人而可能牺牲自身利益）形成进化悖论。达尔文曾提出，互助的部落更易在自然选择中胜出，但这类行为不利于个体繁殖适应性，其存在机制尚不明确。

有利于他人的行为统称为 “亲社会行为”，可分为安慰、针对性帮助和合作三类，分别对应他人的情绪痛苦、特定目标需求和共享目标实现。亲社会行为不仅仅是善于社交或友好，也不仅仅是亲密行为 —— 其核心特征是专门以造福他人为目标，这也是它与其他主要以自身利益为导向的社交行为的区别所在。人类婴幼儿在 14 个月大时便会自发表现出帮助行为，无需教导或奖励，提示其可能是一种进化保守的基本能力。基于此，洪教授团队以小鼠为模型展开研究，发现小鼠能感知同类的多种负面状态，并做出特异性亲社会行为响应：

·面对情绪痛苦的同类，小鼠会通过互相理毛来减轻对方压力，产生安慰效果1；

·针对受伤或疼痛的同类，小鼠会主动舔舐其伤口，唾液中的分子成分可减少感染、促进愈合，属于针对性帮助行为2；

·当同类失去意识时，小鼠会频繁触碰其面部和口腔，加速其苏醒，呈现类似 “救援”的行为3。

这些发现表明，小鼠拥有完整的亲社会行为库，打破了 “亲社会行为人类特有”的传统认知，为研究其背后的神经机制提供了可靠且易于操作的动物模型。

2. 亲社会行为的神经机制

亲社会行为的表现并非单一动作，而是一个非常复杂的多步骤过程：首先，个体需要感知到同类的负面状态或需求；这种感知可能会通过 “共情”提高观察者自身的压力水平；进而，这种情绪状态会促使观察者采取亲社会行动（如安慰或帮助）；这些行动随后会减轻接受者的痛苦或满足其需求；而接受者状态的改善又会反馈给观察者，使双方的负面状态都得到缓解4。这种共同的缓解感能为帮助者提供内在奖励，从而强化亲社会行为。

图1. 亲社会帮助行为、共情及其相互作用的概念框架4。

过去几年里，洪教授团队聚焦下丘脑、杏仁核、前额叶皮层等脑区，通过mini-scope成像、光遗传学、单细胞 RNA 测序等技术，揭示了亲社会行为的关键神经机制。他们的研究表明，内侧杏仁核（MeA）是亲社会行为的核心调控脑区，MeA中的一些神经元仅响应同类的压力状态，而另一些神经元仅在互相理毛行为过程中被激活。其中 Tac1 神经元的激活可直接促进互相理毛行为，而 SST 和 CCK 神经元无此作用。进一步研究发现，Tac1 神经元的不同亚群分别调控互相理毛和自我理毛1。除了对处于压力状态的同类表现出背部和侧面理毛的安慰行为之外，对于失去意识的同类，小鼠还会对其进行面部和口腔区域的舔舐以试图“唤醒”2。有意思的是，在神经机制层面，自我理毛、互相理毛以及唤醒行为分别与MeA中不同的神经元群体关联。这些发现进一步支持了以下观点：与失去意识的同类互动和与处于压力状态的同类互动，代表了两种不同的社交情境，由MeA中不同的神经元群体调控2。除MeA外，前扣带回皮层（ACC）也在个体对同类压力和痛苦状态的神经表征中起到重要作用3。

3、小鼠合作行为的范式建立与神经机制

动物的合作狩猎能提高个体和群体的存活率；在人类社会中，合作几乎是所有领域（从运动队到经济、政治系统）的基础。在合作过程中，个体需要关注他人的行为，以便协调自身行动、实现共同目标。然而，大脑如何实现这一过程，目前仍知之甚少。

为了研究合作行为，洪教授团队设计了一项“同步鼻触任务”：两只小鼠需要协调行动以获得共同的奖励。通过将两只小鼠放在由隔板隔开的独立隔间中，它们可以看到并闻到彼此。任务要求两只小鼠各自在隔间内完成鼻触动作，且必须在极短的时间窗（0.75 秒）内同步完成，才能获得奖励。如果只有一只小鼠在时间窗内完成鼻触，两只小鼠都无法获得奖励。实验发现，经过约40天的训练，小鼠的合作成功率显著提升，失败率（仅一方鼻触）持续下降，且表现出三种核心协调策略：主动等待（先到达鼻触区域的小鼠会等待同伴）、鼻对鼻互动（通过隔板接触协调行动）、根据同伴位置调整行为（同伴未到位时克制鼻触）5。当将透明隔板替换为不透明隔板阻断社交线索后，小鼠的合作表现降至随机水平，证实该行为依赖双方的社交信息交流而非单纯的时间决策。进一步的神经机制解析表明，ACC中存在专门响应自身与同伴位置的神经元群体，其中编码同伴位置的神经元与合作表现正相关，而编码自身位置的神经元无此关联，提示对同伴位置的精准神经活动表征是有效合作的关键5。

图2. 生物与人工智能系统中的合作互动

4、社交互动规律与人工智能

传统神经科学研究多聚焦于单个大脑的神经活动，难以捕捉社交互动规律与特征，而在社交情境中，一个大脑的输出会成为另一个大脑的输入，这一过程形成了两个大脑之间的反馈循环，为单个个体层面难以察觉的新行为特性的发现提供了可能。

洪教授团队通过同时记录社交过程中两只小鼠的大脑活动，发现两只小鼠的内侧前额叶皮层（mPFC）的神经活动在社交互动过程中变得相关，且这种相关性不仅反映了正在进行的社交行为，还能预测动物未来的社交互动方式6。然而，社交互动中神经同步如何产生、这种同步活动真正代表什么，目前尚未完全明确。进一步通过奇异值分解，将神经空间划分为 “共享神经子空间”（表征个体间共享信息）与 “独特神经子空间”（表征个体自身信息）。研究发现，小鼠 mPFC 中 GABA 能神经元的共享神经维度显著多于谷氨酸能神经元，且 GABA 能神经元约30%的神经活动可跨个体共享，而谷氨酸能神经元仅约5%6，提示 GABA 能神经元在跨脑信息交流中扮演核心角色。此外，洪教授团队还基于循环神经网络构建人工智能体，模拟小鼠的合作任务。结果显示，人工智能体在无明确行为指令的情况下，通过强化学习自发表现出等待、协调等社交策略，其神经动态与小鼠大脑存在高度收敛性5。在合作任务中，人工智能体还表现出与小鼠类似的 “克制-执行” 决策机制，且对应的神经元群体具有功能特异性5，进一步印证了生物与人工智能系统在社交合作神经计算原则上的共性。

参考文献：

1、Wu YE, Dang J, Kingsbury L, Zhang M, Sun F, Hu RK, Hong W. Neural control of affiliative touch in prosocial interaction. Nature. 2021 Nov;599(7884): 262-267.

2、Sun F, Wu YE, Hong W. A neural basis for prosocial behavior toward unresponsive individuals. Science. 2025 Feb 21;387(6736): eadq2679.

3、Zhang M, Wu YE, Jiang M, Hong W. Cortical regulation of helping behaviour towards others in pain. Nature. 2024 Feb;626(7997): 136-144. 

4、Rigney N, Hong W. Prosocial Helping Behavior: Conceptual Issues and Neural Mechanisms. Biol Psychiatry. 2025 May 15;97(10):961-970.

5、Jiang M, Gu L, Ma M, Li Q, Kao JC, Hong W. Neural basis of cooperative behavior in biological and artificial intelligence systems. Science. 2026 Jan;391(6780):eadw8151.

6、Zhang X, Phi N, Li Q, Gorzek R, Zwingenberger N, Huang S, Zhou JL, Kingsbury L, Raam T, Wu YE, Wei D, Kao JC, Hong W. Inter-brain neural dynamics in biological and artificial intelligence systems. Nature. 2025 Sep;645(8082):991-1001.