大家在生活中或者動(dòng)物世界里應(yīng)該都看到過(guò)這樣的場(chǎng)景，兩只小鳥(niǎo)（或者是猴子、貓、狗、老鼠等）在互相梳理毛發(fā)，這種行為有個(gè)專業(yè)的稱呼——社交修飾。

對(duì)于個(gè)體之間交流模式有限的動(dòng)物來(lái)說(shuō)，社交修飾是其社交行為的重要組成，對(duì)于社會(huì)關(guān)系的建立與維護(hù)具有重要意義[1]。然而，對(duì)于社交修飾背后的神經(jīng)機(jī)制，我們對(duì)其知之甚少。

近日，來(lái)自羅蘭大學(xué)的Arpad Dobolyi和海德堡大學(xué)的Valery Grinevich團(tuán)隊(duì)協(xié)作，首次發(fā)現(xiàn)了嚙齒類動(dòng)物中調(diào)控社交修飾行為的神經(jīng)回路（丘腦板內(nèi)后核[PIL]→下丘腦內(nèi)側(cè)視前區(qū)[MPOA]），相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表于《細(xì)胞》子刊《當(dāng)代生物學(xué)》[2]。

研究人員發(fā)現(xiàn)，在大鼠中選擇性激活PIL→MPOA通路后，可明顯增加大鼠之間的社交修飾行為，而甲狀旁腺激素2（PTH2）是介導(dǎo)這一調(diào)控作用的關(guān)鍵神經(jīng)肽，PTH2受體的拮抗劑可顯著減少大鼠的社交修飾行為。

此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，大鼠和人腦PIL的解剖結(jié)構(gòu)及PTH2受體在MPOA中的分布十分相似，表明在人類中PIL→MPOA通路很可能也起到相似的調(diào)控社交行為的作用。

論文首頁(yè)

下丘腦是嚙齒類動(dòng)物社會(huì)行為的主要調(diào)節(jié)中樞，但社會(huì)行為感知主要是通過(guò)丘腦到達(dá)大腦皮層，目前尚不清楚社會(huì)行為指令是如何下達(dá)到下丘腦的[3]。而對(duì)于社會(huì)行為的調(diào)控，神經(jīng)肽在其中起到不可忽視的作用。

神經(jīng)肽PTH2在丘腦（丘腦中很少有神經(jīng)肽）中表達(dá)，且僅表達(dá)于PIL（多感覺(jué)信息處理中繼站）[4]。而MPOA內(nèi)有豐富的PTH2神經(jīng)末梢投射，基于逆行示蹤技術(shù)，MPOA內(nèi)的PTH2投射主要來(lái)自于PIL[5]。同時(shí)，已有研究表明，PIL中PTH2神經(jīng)元在社交活動(dòng)時(shí)被激活[6]。

基于以上背景，研究人員猜想PIL→MPOA通路在調(diào)控社交修飾行為中可能有重要作用。

研究設(shè)計(jì)示意圖

為了驗(yàn)證這一猜想，研究人員首先通過(guò)化學(xué)遺傳學(xué)的方法，對(duì)大鼠PIL中的神經(jīng)元進(jìn)行調(diào)控。與對(duì)照組大鼠相比，激活PIL神經(jīng)元使得大鼠同性別間社交修飾持續(xù)時(shí)間顯著增加，而抑制PIL神經(jīng)元使得社交修飾持續(xù)時(shí)間顯著減少。

對(duì)于其他社交行為，激活和抑制PIL神經(jīng)元并沒(méi)有產(chǎn)生明顯的影響（如肛門生殖器嗅探、追逐等），或起到了相同的影響（如非肛門生殖器嗅探在激活和抑制PIL神經(jīng)元后均出現(xiàn)明顯減少）。

激活和抑制PIL神經(jīng)元后各種社交行為的變化

緊接著，研究人員將兩只動(dòng)物用擋板隔開(kāi)，阻止其直接接觸（允許互相嗅探、聽(tīng)和觀察對(duì)方）。在這種情況下，激活PIL神經(jīng)元后對(duì)大鼠社會(huì)互動(dòng)的持續(xù)時(shí)間沒(méi)有影響。

此外，研究人員還通過(guò)病毒傳遞的遺傳活性誘導(dǎo)細(xì)胞標(biāo)記（vGATE）方法，結(jié)合化學(xué)遺傳學(xué)，選擇性地調(diào)控那些會(huì)被社交行為所激活的PIL神經(jīng)元。在激活那些被vGATE標(biāo)記的PIL神經(jīng)元后，大鼠社交修飾行為顯著增加；而抑制被vGATE標(biāo)記的神經(jīng)元，則顯著減少了大鼠的社交修飾行為，而對(duì)非直接接觸的社交互動(dòng)沒(méi)有顯著影響。

這些結(jié)果表明了PIL在直接接觸的社交行為中具有調(diào)控作用。

接下來(lái)，研究人員通過(guò)順行示蹤的方法，發(fā)現(xiàn)社交活動(dòng)使得4個(gè)PIL的下游區(qū)域出現(xiàn)了大量激活的神經(jīng)元，這4個(gè)區(qū)域分別為邊緣下區(qū)（ILC）、MPOA、內(nèi)側(cè)杏仁核（MeA）和下丘腦背內(nèi)側(cè)核（DMH）。而在阻止大鼠之間的直接接觸后，MPOA區(qū)的神經(jīng)元激活數(shù)變得與對(duì)照組類似，且MPOA區(qū)具有非常高密度的PIL神經(jīng)元軸突投射，這也與先前的猜想相一致。

社交活動(dòng)使得4個(gè)PIL的下游區(qū)域出現(xiàn)了大量激活的神經(jīng)元，而隔絕直接接觸的社交互動(dòng)MOPA區(qū)幾乎沒(méi)有神經(jīng)元被激活

因此，研究人員開(kāi)始針對(duì)PIL→MPOA通路展開(kāi)研究。

經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)激活投射到MPOA區(qū)的PIL神經(jīng)元軸突末梢，可顯著增加大鼠的社交修飾行為，而選擇性抑制投射到MPOA區(qū)的PIL神經(jīng)元，則顯著減少了大鼠的社交修飾行為。這表明了PIL→MPOA通路對(duì)于大鼠社交修飾行為的確具有調(diào)控作用。

與此同時(shí)，研究人員還注意到，在社交互動(dòng)后，MPOA中γ-氨基丁酸（GABA）能神經(jīng)元被激活，且與含有PTH2的神經(jīng)纖維緊密相對(duì)。而MPOA中也確實(shí)有PTH2受體的表達(dá)，社交互動(dòng)也確實(shí)能夠激活MPOA中表達(dá)PTH2受體的神經(jīng)元。

MPOA中GABA能神經(jīng)元與含有PTH2的神經(jīng)纖維緊密相對(duì)

隨后，研究人員通過(guò)急性腦片膜片鉗技術(shù)，進(jìn)一步證實(shí)了MPOA區(qū)中PTH2→GABA能神經(jīng)元的聯(lián)系。

研究結(jié)果顯示，小鼠MPOA區(qū)的GABA能神經(jīng)元可被PTH2激活，表現(xiàn)為放電頻率的瞬時(shí)升高，且呈劑量依賴性，而PTH2受體的拮抗劑則可以抵消這一作用。

此外，在向大鼠腦室內(nèi)注射PTH2受體的拮抗劑后，大鼠的社交修飾行為顯著減少。這些研究結(jié)果均表明，PIL神經(jīng)元向MPOA投射的軸突可通過(guò)釋放神經(jīng)肽PTH2，作用于MPOA中GABA能神經(jīng)元，進(jìn)而調(diào)控嚙齒類動(dòng)物的社交修飾行為。

最后，通過(guò)對(duì)人大腦標(biāo)本與嚙齒類動(dòng)物進(jìn)行比對(duì)，研究人員發(fā)現(xiàn)人類丘腦PIL與大鼠PIL化學(xué)結(jié)構(gòu)相似，且兩者M(jìn)POA中的PTH2受體分布也十分相似，表明人類中PIL→MPOA通路可能也具有調(diào)控社交行為的作用。

人類與大鼠PIL具有相似的化學(xué)結(jié)構(gòu)，且兩者M(jìn)POA中的PTH2受體分布也十分相似

總的來(lái)說(shuō)，該研究首次發(fā)現(xiàn)了參與調(diào)控社交修飾行為的神經(jīng)通路。具體來(lái)說(shuō)，起源于PIL的PTH2神經(jīng)元投射到MPOA，并通過(guò)釋放神經(jīng)肽PTH2作用于MPOA區(qū)的GABA能神經(jīng)元，起到調(diào)控社交修飾的作用。

此外，這一通路在調(diào)控人類社交行為中可能同樣起到一定的作用，有可能還與自閉癥譜系障礙相關(guān)。此外，PTH2及其受體對(duì)直接社會(huì)互動(dòng)缺陷的疾病治療，可能具有潛在價(jià)值。

不過(guò)，這個(gè)研究也有一些局限性，如PIL→MPOA通路是否能真正獨(dú)立于大腦皮質(zhì)而對(duì)社交修飾行為進(jìn)行調(diào)控，這一問(wèn)題在這個(gè)研究中并未解決。

另外，解析社交行為背后的神經(jīng)機(jī)制對(duì)于人類社交障礙相關(guān)疾病十分重要；然而，人類與動(dòng)物社交行為的差異，使得兩者的神經(jīng)回路也必然存在一定差異，如何將動(dòng)物身上的研究成果轉(zhuǎn)化到人類，這將是今后神經(jīng)科學(xué)研究的一大關(guān)鍵。

不過(guò)研究也意識(shí)到了這一點(diǎn)，指出了PIL→MPOA通路在人類中可能也起到相應(yīng)作用。若能在今后的研究中證實(shí)該通路在人類社交中的作用，那么該研究意義將更加深遠(yuǎn)。

參考文獻(xiàn)

1.Ebbesen CL, Froemke RC: Body language signals for rodent social communication. Curr Opin Neurobiol 2021, 68:91-106.

2.Keller D, Láng T, Cservenák M, Puska G, Barna J, Csillag V, Farkas I, Zelena D, Dóra F, Küppers S et al: A thalamo-preoptic pathway promotes social grooming in rodents. Current Biology 2022.

3.Zilkha N, Sofer Y, Kashash Y, Kimchi T: The social network: Neural control of sex differences in reproductive behaviors, motivation, and response to social isolation. Curr Opin Neurobiol 2021, 68:137-151.

4.Dobolyi A, Cservenak M, Young LJ: Thalamic integration of social stimuli regulating parental behavior and the oxytocin system. Front Neuroendocrinol 2018, 51:102-115.

5.Cservenak M, Szabo ER, Bodnar I, Leko A, Palkovits M, Nagy GM, Usdin TB, Dobolyi A: Thalamic neuropeptide mediating the effects of nursing on lactation and maternal motivation. Psychoneuroendocrinology 2013, 38(12):3070-3084.

6.Cservenak M, Keller D, Kis V, Fazekas EA, Ollos H, Leko AH, Szabo ER, Renner E, Usdin TB, Palkovits M et al: A Thalamo-Hypothalamic Pathway That Activates Oxytocin Neurons in Social Contexts in Female Rats. Endocrinology 2017, 158(2):335-348.