男性女性社交偏好大不同,小鼠大脑如何做出关键抉择?

文摘   2025-01-11 22:22   广东  


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科技工作者日



社交活动不仅是哺乳动物的一种本能行为,更是个体与种群得以生存、繁衍和延续的关键。 然而,在复杂的自然环境中,个体的社交决策并非一成不变。面对内在生理需求(如繁殖、能量平衡)与外部生存挑战(如捕食威胁、资源竞争)的双重压力,动物必须灵活权衡,做出有利于自身生存与繁衍的最佳选择。

尽管大量研究已经揭示了社交行为的神经调控机制,关于内外部因素如何在大脑中被整合处理,仍存在许多未知之谜。 个体如何根据自身需求与环境线索,快速且精准地调整社交决策?这些信息在神经系统中如何被编码和协同调控?这不仅是理解动物行为的重要科学问题,也为社交障碍相关疾病(如孤独症、焦虑症)的机制研究提供了新的切入点。

这种复杂的神经决策机制无疑需要跨领域的视角去解析。当前的研究正朝着整合行为学、神经环路活动记录以及基因和分子调控的方向迈进,试图揭示社交行为背后更深层的调控网络。



性别差异性决策:多巴胺系统在社交偏好中的作用



2025年1月10日,西安交通大学王昌河教授团队在《Science》杂志上发表了题为《Sexually dimorphic dopaminergic circuits determine sex preference》的研究论文。该研究首次揭示了一个令人兴奋的发现:成年雄性和雌性小鼠(在非发情期)在正常生理条件下,都表现出对雌性的社交偏好,而在面临生存威胁时,这一偏好会发生转变,转向对雄性的偏好。

研究团队的工作表明,中脑的多巴胺(DA)奖赏系统在这一行为决策中起到了关键作用。更令人惊讶的是,雄性和雌性小鼠虽然表现出相似的社交偏好切换现象,但它们在神经回路上却采取了不同的决策机制,这种性别二态性为我们理解性别如何影响神经行为提供了新视角。

这一发现不仅揭示了社交行为背后复杂的神经机制,也为性别差异在行为决策中的作用提供了理论支持。该研究为探索多巴胺系统在应对外部威胁时如何调节社交行为,以及如何将这一机制应用于相关心理障碍治疗领域,开辟了新的研究方向。



研究背景



社交行为是动物生存和繁衍的核心能力。想象一下,小鼠需要决定何时、何地、以何种方式与他人互动——这种“社交决策”不但关乎其社交需求,还可能影响生命安全。尤其在面对威胁时,这种选择更加重要。研究者们试图揭示,内在需求与外部环境如何共同塑造社交决策的神经机制。

更有趣的是,社交对象的性别对社交行为的影响非常显著。与异性互动通常关系到繁殖,而与同性互动则更多与社交支持和协作有关。然而,目前关于性别在社交选择中的神经机制,尤其是面临生存威胁时如何切换偏好,仍然鲜有研究。因此,这篇文章希望通过小鼠实验来解开这一神秘领域,探索社交偏好的背后机制。

研究者特别关注小鼠的多巴胺(DA)系统,这个系统与奖赏、动机密切相关。通过研究VTA区域的DA神经元活动,团队希望弄清楚威胁条件下的社交偏好是如何调节的,为了解类似行为背后的神经机制提供线索。



研究方法



研究方法的设计非常细致,涵盖了行为学测试、神经元活动记录、化学遗传学和光遗传学干预等多个层面。研究者首先通过行为测试,评估雄性和雌性小鼠在正常与威胁条件下的社交偏好,这为后续实验提供了清晰的行为学基础。

接着,他们采用了双颜色光纤光度计记录技术,实时监测VTA DA神经元的Ca²⁺信号动态。这种技术不但灵敏,而且可以帮助研究者精确定位神经活动的时间和强度,揭示不同社交偏好下神经元的差异性反应。

更进一步,研究者通过化学遗传学工具(DREADDs)操控特定神经回路,并利用光遗传学精确调控VTA DA神经元到不同脑区的投射活动。通过这些强大的技术手段,他们能够细致解析特定神经回路在偏好切换中的功能,为研究提供了充分的因果证据。



研究内容



威胁环境下的社交偏好切换

研究表明,无论雄性还是雌性小鼠,在正常条件下都偏好与雌性交往。然而,当暴露在威胁情境(如TMT气味、视觉或听觉恐惧刺激)中时,它们的偏好会转向同性。这种行为反映了小鼠在生存压力下优先选择协作和支持,而不是繁殖需求。

VTA DA神经元的动态活动

利用c-Fos免疫标记和光纤光度计技术,研究者发现,VTA DA神经元的激活与社交偏好切换密切相关。在威胁条件下,这些神经元的活动显著增加,提示它们可能是行为切换的关键中枢。此外,性别差异也在神经元活动模式中有所体现,雄性和雌性小鼠的神经元激活方式存在显著不同。

神经回路的性别差异调控

研究进一步指出,VTA到NAc的投射主要与雌性偏好相关,而VTA到mPOA的投射则在威胁环境中支持同性偏好。通过光遗传学调控这两条投射路径,研究者发现雄性小鼠倾向于切换到mPOA途径,而雌性小鼠更依赖于NAc投射的变化,反映了性别差异在神经回路整合中的重要性。

DA受体的精细作用

不同社交偏好背后,DA受体亚型也扮演了重要角色。NAc投射的快速信号(类似脉冲式)激活了D1R,促进雌性偏好;而在威胁环境中,mPOA投射的持续信号(类似慢调式)则更多依赖于D2R,支持同性偏好。这种信号特性的变化解释了多巴胺信号的灵活性和多样性。



讨论与结论



研究揭示了社交偏好是如何在内在需求和外部威胁之间动态平衡的。正常情况下,小鼠优先选择异性以满足繁殖需求;而在威胁环境中,它们则转向同性以寻求支持和安全。这种灵活的行为切换背后,VTA DA神经元的活动起到了核心作用。

此外,研究还强调了性别差异的重要性。雄性和雌性小鼠在选择社交对象时,依赖的神经通路和DA信号特性存在显著不同,这为我们理解性别如何影响神经功能提供了新的视角。

总体来说,这项研究不仅为社交行为的神经机制提供了重要线索,还为如何将这些机制应用于临床(如社交障碍治疗)提供了潜在的研究方向。



个人见解



这篇研究对我启发很大,尤其是通过多层次技术手段揭示行为和神经机制的整合。我特别感兴趣的是,威胁条件如何影响大脑回路的动态平衡。这不仅是社交行为研究的核心问题,也可能与许多心理障碍(如焦虑症、自闭症)相关。

未来,我希望结合类似的神经调控技术(如化学遗传学和光遗传学),探索特定神经回路在其他复杂行为中的作用。例如,可以将这种研究方法应用到神经功能恢复领域,研究如何通过调控特定脑区的神经活动来改善认知和情绪问题。

此外,这项研究强调了性别差异的重要性,这让我意识到在设计实验时应更多地考虑不同性别的个体反应差异,从而获得更加全面和精准的研究结果。

读过这篇文章,葡萄回想了一下在日常生活中的一些情景,感觉真的是平时和女生相处的更多些,如果遇到比较紧急的情况,还是几个男生凑一起很快解决,原来这还是有科学解释的。

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