Abstract When neuroscientists record neural activity from the brain, they often conclude that neural responses observed during task performance are indicative of the functional role of the brain area(s) studied. In humans and nonhuman primates, it is often hard to combine recordings and causal techniques within the same experiment, leaving the possibility that the activity recorded may be epiphenomenal rather than reflecting a specific functional role. Currently, the prevalence of epiphenomenal neural activity in the cortex is unknown. To estimate the extent of such activity in primates, we chronically recorded neural activity in the prefrontal cortex of the same monkeys using the same neural implants during the performance of four different cognitive tasks. The four tasks were carefully selected such that only one of them causally depends on the brain area recorded, as demonstrated by previous double dissociation studies. Using the four most common single neuron analyses methods in the field, we found that the prevalence and strength of neural correlates were just as high across all four tasks, including for the three tasks that do not depend on this brain area. These results suggest that the probability of observing epiphenomenal activity in primate cortex is high, which can mislead investigators relying on neural recording or imaging to map brain function. One-Sentence Summary Tremblay, Testard and colleagues show that inferring a brain area’s function from neural recordings alone could be misleading.

Humans exhibit sex differences in the prevalence of many neurodevelopmental and neurodegenerative conditions. To better understand the translatability of a critical nonhuman primate model, the rhesus macaque, we generated one of the largest multibrain region bulk transcriptional datasets for this species and characterized sex-biased gene expression patterns. We demonstrate that these patterns are similar to those in humans and are associated with overlapping regulatory mechanisms, biological processes, and genes implicated in sex-biased human disorders, including autism. We also show that sex-biased genes exhibit greater genetic variance for expression and more tissue-specific expression patterns, which may facilitate the rapid evolution of sex-biased genes. Our findings provide insights into the biological mechanisms underlying sex-biased disease and validate the rhesus macaque model for the study of these conditions.

Extreme weather events radically alter ecosystems. When ecological damage persists, selective pressures on individuals can change, leading to phenotypic adjustments. For group-living animals, social relationships may be a mechanism enabling adaptation to ecosystem disturbance. Yet whether such events alter selection on sociality and whether group-living animals can, as a result, adaptively change their social relationships remain untested. We leveraged 10 years of data collected on rhesus macaques before and after a category 4 hurricane caused persistent deforestation, exacerbating monkeys’ exposure to intense heat. In response, macaques demonstrated persistently increased tolerance and decreased aggression toward other monkeys, facilitating access to scarce shade critical for thermoregulation. Social tolerance predicted individual survival after the hurricane, but not before it, revealing a shift in the adaptive function of sociality.

Humans exhibit sex differences in the prevalence of many neurodevelopmental disorders and neurodegenerative diseases. Here, we generated one of the largest multi-brain-region bulk transcriptional datasets for the rhesus macaque and characterized sex-biased gene expression patterns to investigate the translatability of this species for sex-biased neurological conditions. We identify patterns similar to those in humans, which are associated with overlapping regulatory mechanisms, biological processes, and genes implicated in sex-biased human disorders, including autism. We also show that sex-biased genes exhibit greater genetic variance for expression and more tissue-specific expression patterns, which may facilitate rapid evolution of sex-biased genes. Our findings provide insights into the biological mechanisms underlying sex-biased disease and support the rhesus macaque model for the translational study of these conditions.

Abstract Social adversity can increase the age-associated risk of disease and death, yet the biological mechanisms that link social adversities to aging remain poorly understood. Long-term naturalistic studies of nonhuman animals are crucial for integrating observations of social behavior throughout an individual’s life with detailed anatomical, physiological, and molecular measurements. Here, we synthesize the body of research from one such naturalistic study system, Cayo Santiago Island, which is home to the world’s longest continuously monitored free-ranging population of rhesus macaques. We review recent studies of age-related variation in morphology, gene regulation, microbiome composition, and immune function. We also discuss ecological and social modifiers of age-markers in this population. In particular, we summarize how a major natural disaster, Hurricane Maria, affected rhesus macaque physiology and social structure and highlight the context-dependent and domain-specific nature of aging modifiers. Finally, we conclude by providing directions for future study, on Cayo Santiago and elsewhere, that will further our understanding of aging across different domains and how social adversity modifies aging processes.

ABSTRACT The increasing frequency and intensity of extreme weather events due to climate change has the potential to alter ecosystem dynamics and wildlife health. Here we show that increasing social connections in response to a hurricane enhanced disease transmission risk for years after the event in a population of rhesus macaques. Our findings reveal that behavioural responses to natural disasters can elevate epidemic risk, thereby threatening wildlife health, population viability, and spillover to humans.

Abstract Our understanding of the neurobiology of primate behavior largely derives from artificial tasks in highly-controlled laboratory settings, overlooking most natural behaviors primate brains evolved to produce 1–3 . In particular, how primates navigate the multidimensional social relationships that structure daily life 4 and shape survival and reproductive success 5 remains largely unexplored at the single neuron level. Here, we combine ethological analysis with new wireless recording technologies to uncover neural signatures of natural behavior in unrestrained, socially interacting pairs of rhesus macaques. Single neuron and population activity in prefrontal and temporal cortex unveiled robust encoding of 24 species-typical behaviors, which was strongly modulated by the presence and identity of surrounding monkeys. Male-female partners demonstrated near-perfect reciprocity in grooming, a key behavioral mechanism supporting friendships and alliances 6 , and neural activity maintained a running account of these social investments. When confronted with an aggressive intruder, behavioral and neural population responses reflected empathy and were buffered by the presence of a partner. By employing an ethological approach to the study of primate neurobiology, we reveal a highly-distributed neurophysiological ledger of social dynamics, a potential computational foundation supporting communal life in primate societies, including our own.

Weather-related disasters can radically alter ecosystems. When disaster-driven ecological damage persists, the selective pressures exerted on individuals can change, eventually leading to phenotypic adjustments. For group-living animals, social relationships are believed to help individuals cope with environmental challenges and may be a critical mechanism enabling adaptation to ecosystems degraded by disasters. Yet, whether natural disasters alter selective pressures on patterns of social interactions and whether group-living animals can, as a result, adaptively change their social relationships remains untested. Here, we leveraged unique data collected on rhesus macaques from 5 years before to 5 years after a category 4 hurricane, leading to persistent deforestation which exacerbated monkeys′ exposure to intense heat. In response, macaques increased tolerance for and decreased aggression toward other monkeys, facilitating access to scarce shade critical for thermoregulation. Social tolerance predicted individual survival for 5 years after the hurricane, but not before it, revealing a clear shift in the adaptive function of social relationships in this population. We demonstrate that an extreme climatic event altered selection on sociality and triggered substantial and persistent changes in the social structure of a primate species. Our findings unveil the function and adaptive flexibility of social relationships in degraded ecosystems and identify natural disasters as potential evolutionary drivers of sociality.