绘制社交回避的神经回路

下丘脑区域释放的催产素帮助小鼠记住该避开谁。

　　

像人类一样，小鼠生活在复杂的社会群体中，学会区分接近谁和避开谁是关键。科学家们知道，在输掉一场战斗后，被打败的小鼠很快就学会了躲避获胜的对手，但是驱动这些行为变化的神经机制还没有被完全理解

由纽约大学神经科学家Dayu Lin领导的研究人员发现小鼠大脑中调节社交回避的下丘脑回路，以及催产素在失败后促进神经可塑性方面的重要作用。这些发表在《自然》杂志上的研究结果支持了一种观点，即大脑中的催产素不仅仅能调节动物的亲社会行为。

“他们发现了一组非常不同的后叶催产素神经元和后叶催产素受体表达神经元，这是以前从未真正研究过的，”加州大学戴维斯分校(University of California, Davis)的行为神经科学家Brian Trainor说，他没有参与这项研究。

大约五年前，当Lin开始这项研究时，她并没有打算研究调节社交回避的大脑回路。“这实际上是一个与母性攻击有关的项目，”她解释说。当时，Lin想要研究催产素在下丘脑腹内侧腹侧部(一个涉及攻击行为和社会恐惧的大脑区域)的释放是否介导了哺乳期间雌性攻击行为的增加，这是一种关键的行为改变，使母亲能够保护她的后代免受威胁。在一年的实验数据否定了这一假设后，研究人员探索了新的想法。在与她的团队进行头脑风暴时，林想起了几年前她作为博士后研究员完成的一个实验：一天，出于好奇，Lin观察了输了一场战斗的动物的下颌下颌血管瘤中c-fos的表达，这是一种神经元活动的标志。这些小鼠大脑中的c-fos特征与小鼠母亲的下丘脑中催产素受体的特征相似。这种相似性引起了Lin的兴趣，她假设这些催产素受体表达(OXTR)神经元可能在失败诱导的行为中起作用。

为了验证这一想法，林和团队将雄性和雌性小鼠暴露在具有攻击性的同性同种动物面前10分钟，并评估动物在战斗失败前后的行为和大脑活动。研究人员将重点放在了VMHvl (aVMHvl)的前部，纤维光度法记录了aVMHvl的OXTR神经元。Lin的团队之前的研究结果表明，在小鼠防御入侵者时，该区域的细胞变得活跃。当研究人员将打输了的动物暴露在具有攻击性的同伴时，细胞反应增加了。”被打败的动物大部分时间都远离攻击者，而在被打败之前，它们大部分时间都在靠近攻击者。”

为了评估这些细胞与失败诱导行为的功能相关性，研究小组在从未经历过战斗的小鼠中激活了aVMHvl OXTR神经元。初生动物体内的这些细胞受到刺激后，也会引起对限制行动同伴的强烈回避，这表明这些神经元活动的增加驱动了社交回避。在战败的小鼠身上，这些细胞的抑制增加了它们花在“研究”被限制行动的攻击性同伴上的时间，这表明这些神经元是诱导战败小鼠回避的必要条件。

由于这些细胞表达催产素受体，研究小组接下来寻找aVMHvl神经元的催产素来源。通过绘制失败后c-fos和催产素的表达图谱，研究人员发现来自下丘脑不同区域的产生催产素的细胞参与其中，其中最高比例的细胞属于一种称为视交叉上核(SOR)的区域。

对产生SOR催产素的细胞进行的进一步实验表明，当小鼠输掉一场战斗时，这些神经元会被激活，但当被打败小鼠后来遇到获胜者时，这些神经元就不会被激活。当动物经历不同的痛苦刺激时，比如被镊子戳或捏，这些细胞的活动就会增加，这表明产生SOR催产素的细胞传递了关于打斗中不舒服方面的感觉信息。

脑切片电生理记录进一步显示，刺激产生SOR催产素的细胞导致aVMHvl神经元的膜去极化。在脑切片中添加催产素受体激动剂增加了aVMHvl细胞对兴奋性输入作出反应的可能性，这表明神经肽加强了aVMHvl OXTR细胞内的突触传递。

展望未来，Lin计划继续研究这一回路，以揭示可能有助于社交回避学习的其他神经元群和大脑区域。她还想在更自然的环境中研究这种大脑回路，比如在一组小鼠中建立等级制度的过程中。

Trainor表示，研究结果强化了催产素在大脑中的作用不仅仅是调节亲社会行为，而且这种神经肽还能增强社会体验，使好的体验变得更好，坏的体验变得更糟。“它填补了催产素具有社交回避效应的空白，”“很多人很难理解这一点。希望这项工作能改变该领域的一些想法。”我从未见过有人发表过关于这些细胞的任何文章，”“他们真的发现了一些显而易见的东西。”