大脑如何使个体能够根据伴侣调整行为,是社会交流研究的核心问题。然而,社会反馈如何调节感觉运动处理以实现灵活的社会互动,其机制尚不清楚。2026年5月4日,哥廷根大学、乔治梅森大学和牛津大学的研究团队在《自然-通讯》上发表了一项重要研究。他们比较了雄性黑腹果蝇在向雌性和雄性伴侣求爱时的行为和鸣声,发现两性在求爱过程中提供不同的行为反馈:雌性在听到歌声时减速,而雄性则会转身面向歌唱者。这些不同的反馈导致雄性在求爱时使用相同的鸣声模式构建规则,但产生了不同的鸣声序列。研究进一步鉴定了连接歌声感知与不同行为反应的性别特异性神经环路。
核心发现:社会行为灵活性的组成机制
该研究的核心突破在于,首次揭示了灵活的社会行为可以从固定的感觉运动规则中产生,通过伴侣的性别特异性行为反馈实现上下文依赖的规则选择。
1. 雄性对雄性和雌性伴侣的求爱动态不同
雄性果蝇通常向雌性求爱并产生求爱鸣声。研究发现,雄性也会向其他雄性发出求爱(同性求爱),这种求爱与雄性间的攻击行为不同,涉及单侧翅膀伸展和求爱鸣声。然而,与雌雄互动相比,雄-雄互动的动态存在差异:在雄-雌互动中,雄性通常位于雌性后方(追逐尾巴),而在雄-雄互动中,频繁出现头部相对的互动。
2. 鸣声模式差异源于伴侣行为反馈
在短时间尺度上,雄-雄和雄-雌鸣声的载频、脉冲宽度、脉冲间隔和波形形状几乎相同。在较长时间尺度上,仅在头部互动期间检测到鸣声序列的差异:雄性向雄性伴侣歌唱的时间更长,产生更多正弦型鸣声。通过建模发现,雄性对两性伴侣均使用相同的一套感觉运动规则(三种规则:追逐规则产生脉冲主导鸣声,靠近规则产生正弦主导鸣声,不感兴趣规则不唱歌)。鸣声序列的差异源于伴侣的性别特异性行为反馈:雌性被歌声诱导减速,为雄性提供了使用“追逐规则”的条件;而雄性伴侣被歌声诱导转身面向歌唱者,迫使其减速并使用“靠近规则”,导致更多正弦鸣声。
3. 行为反馈的神经机制
实验证明,伴侣的转身行为是由歌声感知驱动的。通过操控伴侣的行为(失活雄性运动神经元使其像雌性一样静止,或激活雌性pC1d神经元使其像雄性一样转身),可以逆转性别特异性的鸣声模式,证明反馈本身而非伴侣性别是决定因素。此外,研究鉴定了连接歌声感知与性别特异性行为反馈的神经环路:pC2l神经元检测脉冲歌声,通过P1a神经元驱动雄性的转身和求爱;而vPN1神经元则促进尾部追逐,可能通过pC1x神经元介导。
社会行为灵活性的组成机制
该研究展示了灵活的社会行为可以通过组成性产生:从有限的行为库存中,根据上下文重新组合行为,无需学习新规则。雄性果蝇向两性伴侣使用相同的歌唱规则集和歌声信号,但伴侣的性别特异性反馈引发了不同的规则选择,导致不同的鸣声序列。这种行为产生原则在认知决策任务中已被证明,该研究将其扩展到自然环境中的社会交流。这一机制也为理解行为多样性的进化提供了线索:通过映射现有规则到新的社会反馈,可以在无需发展全新神经回路的情况下出现新的行为模式。
参考文献
Gleibs, C., et al. (2026). Sex-specific behavioral feedback modulates sensorimotor processing and drives flexible social behavior. Nature Communications, 17, 4026.