學會 訊號可以做實驗 兩個實驗都有做 刪掉no open ACC / InC 120919 A-F 6 2 121106 A-F 121126 A-F 1 121218 A-F 130110 A-F 130117 A-F 130319 A-F 130328 A-F 130331 A-F 130424 A-F 3 130607 A-F M1 / InC 130618 A-F 130620 A-J 10 4 130715 A-H 8 130719 A-J 130805A-F MI / ACC 130924 A-F 131203 A-H n 120.0 33.0 26.0 20.0 16.0 % 27.5% 21.7% 16.7% 13.3%

rescuing-laser unit 對的上 specificity rat 121106A ACC InC v 11月25日 3月7日 102 rat 121218E 1月16日 2月8日 23 rat 130424D 5月11日 rat 130424E 5月8日 5月9日 1 rat 130424F 5月10日 rat 130715E MI 8月4日 rat 130805F 8月28日 8月30日 2 rat 131203D 12月27日 rat 131203E 12月22日 rat 131203G 1月1日 1月2日 no-specificity rat 121106D 12月1日 1月3日 33 rat 121218D 1月12日 1月15日 3 rat 130618C 7月7日 rat 130719J 8月10日 8月11日 rat 130924C 10月17日 rat 131203B 12月24日 12月26日 no opening event rat 121126D 沒有開門event 也無法對應 rat 130117E rat 130328F rat 130924F 12 10 9 rescuing-laser unit 對的上 8 7

conspecific selectively laser rat toy empty rat 121106A 10/14 1/7 2/7 v 71.4% 14.3% 28.6% rat 121218E 8/10 4/8 4/7 80.0% 50.0% 57.1% rat 130424D 7/9 2/9 3/9 77.8% 22.2% 33.3% rat 130424E 6/10 0/8 60.0% 33.0% 0.0% rat 130424F 10/11 2/10 1/10 90.9% 20.0% 10.0% rat 130715E rat 130805F 9/10 3/10 90.0% 30.0% rat 131203D 7/10 70.0% rat 131203E 0/10 rat 131203G rat 121106D 1/5 1/2 rat 130618C rat 130719J 3/12 4/12 2/12 25.0% 16.7% rat 130924C rat 131203B 5/10 rat 121218D 0/5 1/3 rat 130328F 1/13 0/2 7.7% rat 130924F 0/7 rat 121126D 0/4 rat 130117E 0/3 0/1 rat 130719G x rat 130719H rat 130110F 2/6 rat 130620C rat 120919C test rat 120919E

開門次數統計 spe rat toy empty toy+empty mean 77.0% 24.0% 21.9% 22.9% SE 3.7% 4.2% 5.4% 3.31% min 60.0% 0.0% q1 70.4% 20.0% 12.5% 18.6% median 78.9% 21.1% q3 87.5% 30.0% 29.6% max 90.9% 50.0% 57.1% non.spe. 25.8% 37.2% 18.3% 25.0% 6.64% 6.05% 8.11% 5.60% 21.3% 23.3% 2.5% 15.0% 27.5% 41.7% 13.3% 26.7% 29.2%

Figure 1. a b c d e MI ACC InC Day 0 1 2 3 4, 5 8-10 15,16 17 17-19 acclimating the open field acclimating the restrainer acquiring the opening skill implant electrodes in ACC / InC / MI adapt with telemetry sensor rescuing task pain-empathy task d e

Motor-related neuron vs. Empathy-related neuron Figure 2. Motor-related neuron vs. Empathy-related neuron a b Frequency (imp/ sec) b. 130424F 7a InC a. 19J groupB 10a MI Time (s) Time (s)

Figure 3. Empathy-related activity in the ACC and InC; motor-related activity in the MI a c e ACC InC MI rat_open b d f empty or toy _open Rat 131203E (ACC, MI) 沒有empty and toy open event Rat 121218D (ACC, InC) 沒有rat open event

Pain empathy-related behavior Figure 4. Pain empathy-related behavior 這張要改

Figure 5. Rat 130719J 7a InC Rat 130424F 9a ACC anti Rat 131203E 10a ACC ACC Baseline若設為demo+self的-1.5- -0.5s，則demo與self可以通過檢定。 Air與air自己的baseline比較檢定，沒反應。 InC ACC Rat 130719J 7a InC Rat 130424F 9a ACC anti Rat 131203E 10a ACC 像anti 但self的沒過檢定 除非baseline是demo+self

16 number of rats, number of units Result 16 number of rats, number of units n=20 n=6 n=9 a b c demo d e f self Red line 1.96

Figure 6. air demo self ACC InC MI 每顆unit做z，再所有unit平均，最後再做一次z Bin 0.1s Baseline -1.5 –0.5 MI

Shared-response neurons had empathy-related activity. Figure 7. N=12 a rescuing b control open c nose interaction shared-response neuron z score d e f anti-response neuron z score g h i air-related neuron z score time(s) time(s) time(s)

Shared-response neurons had empathy-related activity. Figure 7. 刪掉nose interaction Shared-response neurons had empathy-related activity. rescuing control open a b shared-response neuron z score c d anti-response neuron z score e f air-related neuron z score time(s) time(s)

Anti-response neurons, 零點是rescuing時間 Unit沒有對應的動物也算入，N=16 anti-response demo+, self- demo-, self+ spe. group 4/7 (57.1 %) 3/7 (42.9 %) non-spe. group 2/8 (25 %) 6/8 (75 %) anti-response neuron反應為demo+, self-的，在開門具專一性的動物組別中占57.1 % ，在非專一性組別中，則只有25 %。 用百分比做chi square test, p<0.001 Anti-response neurons, 零點是rescuing時間

Empathy-related neurons respond to demo pain. b c Non-spe. response neurons respond to demo pain. (對control open有反應或對rat, control open都有反應，沒有專一性的units) A N=12 n=62

B C Control only response neurons respond to demo pain. N=12 n=48 只對control (empty, toy) open有反應的units B N=12 n=48 C 對rat, control open都有反應的units N=12 n=14

Figure 8. a b c d e f

Result * * *與non.spe相比, p<0.05  與MI相比, p<0.05 spe empathy-related neurons motor-related neurons ACC 26/83 (31.3 %) 3/83 (3.6 %) InC 14/54 (25.9 %) 2/54 (3.7 %) MI 13/ 46 (28.3 %) 3/ 46 (6.5 %) ACC+InC+MI 53/183 (29.0 %) 8/183 (4.4 %) non. spe 5/83 (12.5 %) 0/83 (0 %) 7/54 (25.0 %) 0/54 (0 %) 7/ 46 (18.9 %) 6/ 46 (16.2 %) 19/105 (19.1 %) 6/105 (5.7 %) all 31/123 (25.2 %) 3/123 (2.4 %) 21/82 (25.6 %) 2/82 (2.4 %) 20 / 83 (24.1 %) 9 / 83 (10.8 %) 72/288 (25.0 %) 14/288 (4.9 %) * *   　all empathy-related neurons motor-related neurons ACC+InC 52 / 205 (25.9 %) 5 / 205 (2.4 %)

Number and percentage of rescuing responsive neurons Result Number and percentage of rescuing responsive neurons ACC InC MI empathy-test: rat_open v, ET_open x 4/12 (33.3 %) 2/10 (20.0 %) 1/9 (11.1 %) motor-test: rat_open v, ET_open v 1/12 (8.3 %) 1/10 (10.0 %) 4/9 (44.4 %) ACC+InC 6/22 (27.3 %) 2/22 (9.1 %)

Percentage of responsive neurons Result Percentage of responsive neurons pain-empathy air demo self EXC INH n ACC+InC 21 (10.1 %) 15 (7.2 %) 38 (18.4 %) 13 (6.3 %) 78 (37.7 %) 12 (5.8 %) 207 MI 7 (9.0 %) 2 (2.6 %) 12 (15.4 %) 4 (5.1 %) 46 (59.0 %) 1 (1.3 %) 78 ACC 16 (12.3 %) 8 (6.2 %) 20 (15.4 %) 10 (7.7 %) 47 (36.2 %) 5 (3.8 %) 130 InC 5 (6.5 %) 7 (9.1 %) 18 (23.4 %) 3 (3.9 %) 31 (40.3 %) 77

Result 用百分比做chi square test, p=0.048 unit 個數/other-pain responsive n*100 shared-response anti-response ACC+InC 13/51 (25.5 %) 12/51 (23.5 %) MI 7/16 (43.8 %) 3/16 (18.8 %) ACC 5/30 (16.7 %) 6/30 (20.0 %) InC 8/21 (38.1 %) 6/21 (28.6 %) unit 個數/other-pain responsive n*100 ACC shared-response anti-response spe 4/21 (19.0 %) 2/21 (9.5 %) no spe 1/9 (11.1 %) 4/9 (44.4 %) InC 5/12 (41.7 %) 4/12 (33.3 %) 3/9 (33.3 %) 2/9 (22.2 %) ACC+InC 9/33 (27.3 %) 6/33 (18.2 %) 4/18 (22.2 %) 6/18 (33.3 %) MI 3/7 (42.9 %) 2/7 (28.6 %) ACC+InC+MI 13/42 (31.0 %) 7/42 (16.7 %) 7/25 (28.0 %) 8/25 (32.0 %) unit 個數/self responsive n*100 shared-response anti-response ACC+InC 13/90 (14.4 %) 12/90 (13.3 %) MI 7/47 (14.9 %) 3/47 (6.4 %) ACC 5/52 (9.6 %) 6/52 (11.5 %) InC 8/38 (21.1 %) 6/38 (15.8 %) 用百分比做chi square test, p=0.048

Result empathy neuron/shared-response empathy neuron/ anti-response empathy neuron/ demo only empathy neuron/ self only 8 ACC 0/1 (0 %)) 2/3 (66.7 %) 3/9 (33.3 %) 4/19 (21.1 %) 7 InC 2/6 (33.3 %) 0/4 (0 %) 7/17 (41.2 %) MI 2/7 (28.6 %) 1/3 (33.3 %) 7/35 (20.0 %) 12 隻 sum 4/14 (28.5 %) 3/10 (30.0 %) 7/18 (38.9 %) 18/71 (25.4 %) ACC+InC 2/7 (28.5 %) 5/12 (41.7 %) 11/36 (30.6 %) demo only/ empathy neuron self response/ empathy neuron air-related/ empathy neuron no response/ empathy neuron 3/24 (12.5 %) 4/24 (16.7 %) 10/24 (41.7 %) 2/18 (11.1 %) 1/18 (5.6 %) 6/18 (33.3 %) 5/18 (27.8 %) 7/60 (11.7 %) 18/60 (30.0 %) 5/60 (8.3 %) 21/60 (35.0 %) 5/42 (11.9 %) 11/42 (26.2 %) 4/42 (9.5 %) 16/42 (38.1 %) shared-response/ empathy neuron anti-response/ empathy neuron 1/24 (4.2 %) 0/18 (0.0 %) 4/60 (6.7 %) 3/42 (7.1 %)

r2=0.13 r2=0.10