雌性小鼠听觉皮层侧向局部环路对幼崽叫声频率的选择性调谐机制

为解决母性动物如何快速识别幼崽 distress calls 这一关键问题，纽约大学团队通过电生理记录和光遗传学技术，揭示了雌性小鼠左听觉皮层L2/3锥体神经元在150 ms间隔（幼崽典型叫声频率）下抑制性输入（IPSCs）的选择性抑制现象。该研究首次发现生长抑素阳性（SST+ ）和催产素受体（OXTR+ ）中间神经元通过突触可塑性机制形成时间间隔特异性调谐，为理解母性行为的神经环路基础提供了新视角。

　　

在自然界中，新生幼崽的 distress calls 是触发母性关怀行为的关键信号。小鼠幼崽会发出40-100 kHz的超声波，其典型音节间隔（ISI）为150毫秒，这种特定时间模式对母体识别至关重要。然而，处女雌鼠通常回避幼崽甚至厌恶其叫声，这种态度如何在生育后迅速转变为积极照料？此前研究发现雌鼠左听觉皮层对幼崽叫声存在侧向化响应，且催产素（oxytocin）能快速增强这种敏感性，但皮层环路如何先天预调谐（pre-tuning）特定时间特征仍属未知。

纽约大学 Grossman 医学院团队在《Neuroscience Research》发表的研究，通过脑片全细胞记录和计算建模，首次揭示了左听觉皮层局部环路对幼崽叫声频率的选择性调谐机制。研究人员发现，即使在未育雌鼠中，左听觉皮层L2/3锥体神经元对150 ms间隔刺激表现出抑制性输入（IPSCs）的特异性抑制，这种特性在母鼠中进一步扩展至550 ms间隔。通过光遗传学特异性激活PV⁺
、VIP⁺
、SST⁺
和OXTR⁺
中间神经元，意外发现SST⁺
和OXTR⁺
神经元在150 ms间隔下抑制减弱，提示双突触抑制（disynaptic inhibition）而非单突触抑制是形成时间选择性的关键。

研究采用四大关键技术：1）转基因小鼠（SST-Cre/VIP-Cre/OXTR-Cre）结合病毒载体靶向表达ChR2；2）急性脑片全细胞膜片钳记录L2/3锥体神经元EPSCs/IPSCs；3）多间隔（50/150/550 ms）电刺激与光刺激范式；4）基于整合发放模型的突触可塑性模拟。

3.1 左雌性听觉皮层在幼崽典型频率下的抑制选择性
通过电刺激诱发突触电流，发现处女雌鼠左皮层在150 ms间隔下IPSCs比EPSCs显著减弱（S3-S4降低40%），而550 ms间隔无此差异。母鼠该特性扩展至550 ms间隔，提示经验依赖性可塑性。

3.2 性别与脑区特异性验证
雄性小鼠左右皮层及雌性右皮层均未表现150 ms间隔的选择性抑制，证实该机制的性别二态性和左脑优势。

3.3 光遗传学揭示OXTR⁺
神经元特殊作用
尽管电刺激显示整体抑制减弱，光遗传激活特定中间神经元发现：PV⁺
/VIP⁺
输入无间隔选择性，而SST⁺
和OXTR⁺
输入在150 ms间隔下抑制反而增强，与预期相反。

3.4 计算模型支持双突触抑制假说
模拟显示：若OXTR⁺
神经元通过中间神经元间接抑制锥体细胞（而非直接抑制），其自身适应性减弱可导致下游抑制整体降低，完美解释150 ms间隔下锥体细胞放电增强的实验现象。

这项研究首次阐明听觉皮层通过OXTR⁺
中间神经元的分层抑制架构实现幼崽叫声时间特征的先天偏好。这种侧向化环路设计既确保母体快速响应关键频率（150 ms），又通过经验扩展至非典型间隔（550 ms）。从进化角度看，双突触抑制机制可能通过催产素信号快速重塑，为理解人类语言偏侧化（如左脑语言优势）提供新线索。研究还提出"抑制性可塑性缓冲"假说——适度抑制减弱既能增强目标信号检测，又可防止过度兴奋导致的焦虑反应，这一平衡对产后情绪调节至关重要。未来研究可探索该机制在产后抑郁或自闭症母性行为障碍中的潜在应用。