中国科学院遗传与发育生物学研究所张永清研究员（现任湖北大学生命科学学院教授）团队与中科院自动化所余山研究员、英国林肯大学郭昆教授以及北京师范大学卢春明教授合作，在《Advanced Science》在线发表了题为“Disrupted Human–Dog Interbrain Neural Coupling in Autism-Associated Shank3 Mutant Dogs”的研究论文。该研究首次揭示了人类与狗在互动过程中存在的跨物种脑间活动耦合现象。

 

研究团队通过分析人与狗的脑电图（EEG）信号，发现在人狗互动期间，相互注视和抚摸会在双方的额叶和顶叶区域诱发脑间同步效应。随着人狗互动的加深，这种同步效应逐渐增强。信息流分析显示，人类在此互动模式中充当领导者，而狗则扮演追随者的角色。此外，携带与自闭症谱系障碍（ASD）相关的Shank3基因突变的狗，在与人类互动时，脑间耦合现象消失，注意力也相应减少。研究发现，迷幻药麦角酸二乙酰胺（LSD）能够恢复这些异常情况，提示LSD可能有助于改善自闭症患者的社交障碍。

 

人类与狗之间的关系已经持续了超过三万年，狗不仅是最早被驯化的动物之一，也是最能理解和响应人类情感状态和交流信号的动物。这种独特而高效的跨物种交流背后的神经机制此前尚未完全明晰。

 

此前的研究表明，同种生物个体在社交互动中会展现出脑间神经耦合现象。然而，这些研究主要集中在同类间的互动，而对于跨物种个体间是否存在类似的脑间活动耦合，则鲜有研究涉及。因此，本研究特别关注了人类与狗在社交互动过程中大脑状态的耦合情况及其如何反映双方的社交互动状态（例如共同注意），以及这种耦合是否会因狗的自闭症相关基因突变而受到影响。

 

在研究过程中，研究人员使用非侵入式无线EEG技术同时记录了实验用比格犬和陌生人类在进行社交互动时的大脑活动情况。研究结果证实了人类与狗之间存在定向脑间神经耦合，尤其是在与共同注意密切相关的额叶和顶叶区域。更重要的是，当狗携带与自闭症相关的Shank3基因突变时，这种脑间耦合现象和共同注意能力都会受损，而LSD的应用则能够逆转这些缺陷。

 

本研究为人与家犬之间高效社交互动背后的神经机制提供了新的见解，并为探索LSD在改善自闭症患者社交缺陷方面的潜力提供了科学依据。