大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡如何編碼和調(diào)控動物的社會行為一直是腦科學的重要研究領(lǐng)域之一。社會行為是社會性動物（包括人類）所能表現(xiàn)出的最復雜的行為之一，對動物生存和健康至關(guān)重要。在社會行為中，大腦必須通過處理社會和非社會信息，做出正確的行為判斷。在包括人類在內(nèi)的社會性動物中，參與社會行為是具有獎賞性的（Social Reward）。這種獎賞信息的處理失常是許多諸如自閉癥、抑郁癥和精神分裂癥等精神疾病的顯著性特征。但是，對大腦是如何控制社會行為的獎賞性，我們還知之甚少。

先前關(guān)于社會獎賞行為的神經(jīng)環(huán)路研究主要都集中在大腦中經(jīng)典的獎賞系統(tǒng)中。這些研究的腦區(qū)都集中在腹側(cè)被蓋區(qū)（VTA）、伏隔核區(qū)（NAc），以及與它們相連接的腦區(qū)【3-4】。社會獎賞行為的形成需要識別和整合社會信息。因此，社會獎賞的調(diào)控可能需要那些經(jīng)典獎賞環(huán)路之外的神經(jīng)環(huán)路的參與。但是，其他神經(jīng)環(huán)路是如何介導社會獎賞，我們知之甚少。為了更好的研究社會獎賞的神經(jīng)機制，作者們使用了一種自動化的系統(tǒng)來定量化地測量小鼠的社會獎賞的大小（Fig. 1）。作者們發(fā)現(xiàn)雌性和雄性的成年小鼠都具有獲得社會獎賞的能力。

Fig.1 An automated operant system for measuring social reward.

通過綜合運用光遺傳學，光纖記錄等技術(shù)，作者們發(fā)現(xiàn)了一條新穎的控制社會獎賞行為的神經(jīng)環(huán)路(Fig. 2)。中部杏仁核（Medial Amygdala， MeA）是嗅球系統(tǒng)下游的一個重要介導社會行為的腦區(qū)。特異地去除或抑制（ablation）中部杏仁核中的GABA能神經(jīng)元顯著地降低小鼠的社會獎賞行為，而激活這些神經(jīng)元能夠產(chǎn)生非常強烈的獎賞效應。

通過正向示蹤技術(shù)，作者發(fā)現(xiàn)了中部視前區(qū)（MPOA）是MeA最重要的投射區(qū)域之一。通過光遺傳學實驗，作者進一步證實了由MeA到MPOA的神經(jīng)環(huán)路是介導社會獎賞行為的所必需的。

Fig.2 The MPoA-projecting MeApd circuit mediates social reward.

多巴胺釋放是獎賞行為的一個重要特征。作者嘗試在激活MeA神經(jīng)元的同時，同時記錄NAc中的多巴胺釋放情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MeA神經(jīng)元的激活能夠?qū)е略贜Ac中的多巴胺釋放明顯增加（Fig. 3）。這個實驗進一步表明，MeA可能是經(jīng)典獎賞環(huán)路的一個重要的上游腦區(qū)。

Fig. 3 Activating MeApd Vgat+ neurons triggers dopamine release in the NAc.

眾所周知，積極的社會行為可以降低或緩解厭惡或焦慮情緒。但是，這種現(xiàn)象背后的神經(jīng)機制，目前在很大程度上是不清楚的。作者們發(fā)現(xiàn)，激活MeA或MeA-to-MPOA環(huán)路所產(chǎn)生的獎賞，能夠有效地幫助動物克服內(nèi)在的厭惡或逃避行為（avoidance behavior）。

綜上，研究者優(yōu)化了一套自動化的系統(tǒng)來定量化地測量小鼠的社會獎賞大小，首次發(fā)現(xiàn)并證實了MeA-to-MPOA通路在調(diào)控社會獎賞行為中的關(guān)鍵作用。這項研究促進了我們對社會行為在大腦中神經(jīng)網(wǎng)絡的編碼和調(diào)控的理解，并為焦慮癥、自閉癥和抑郁癥等精神性疾病的神經(jīng)機制提供了新的思路。

相關(guān)論文信息：

https:///10.1038/s41593-021-00828-2

參考文獻

編輯 | 余   荷