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社会竞争决定了社会地位的等级，这深刻地影响着动物的行为和健康。背内侧前额叶皮层（dmPFC）在调节社会竞争中起着重要作用，但目前尚不清楚dmPFC如何通过其下游神经回路协调与输赢相关的行为。
2024年12月10日，浙江大学胡海岚团队在Neuron（IF=14.7）在线发表题为“Deconstructing the neural circuit underlying social hierarchy in mice”的研究论文，该研究确定了小鼠dmPFC下游解剖上分离的输赢相关神经通路。
具体来说，投射到中隔背核（DRN）和导水管周围灰质（PAG）的第5层神经元促进社会竞争，而投射到前基底外侧杏仁核（aBLA）的第2/3层神经元抑制竞争。这两个神经元群在竞争中表现出相反的活动变化。体内和体外电生理记录显示，从输相关途径到赢相关途径的抑制。这种对抗性的相互作用可能代表了mPFC如何通过自上而下的控制来协调复杂行为的核心原则。
与优势相关的人格特征，如毅力或动机驱动，需要更高的大脑皮质功能。前额叶皮层（PFC）已被证明对人类、灵长类动物、啮齿类动物的优势地位和竞争成功进行编码。操纵背内侧前额叶皮层（dmPFC，包括前扣带皮层[ACC]和前边缘[PL]部分的PFC）神经元的突触强度或神经活动双向调节管试验中的竞争结果和优势地位、奖励竞争和食物觅食竞争。总的来说，这些研究表明dmPFC是一个进化上保守的优势等级的中央调节器。虽然在社会竞争中上游丘脑向dmPFC的输入已经被研究过，但仍然缺乏对dmPFC如何协调下游输出以协调复杂的支配相关行为的全脑视角。作为一个联合执行中心，mPFC接收和整合来自多种感觉模式的输入，并广泛地投射到整个大脑的不同区域，包括皮层、皮层下和脑干。通过这些投射，mPFC对多种行为进行自上而下的控制，包括情绪调节、决策、奖励寻求、努力行为、动机、认知灵活性等。特别是，一系列优秀的研究已经确立了mPFC投射在调节各种社会行为中的作用，如社会接近回避（mPFC-基底外侧杏仁核[BLA]），社会学习(mPFC/ ACC-BLA；mPFC-外侧/腹侧导水管周围灰色[l/vlPAG]38)，奖励竞争（mPFC-下丘脑外侧[LH]），社会偏好（mPFC-伏隔核[NAc]），社会失败（mPFC-PAG），和社会竞争（mPFCNAc和mPFC-腹侧被盖区[VTA]）。mPFC中的这些投射神经元通常呈层状组织，广泛分布于第2层至第6层。其中，BLA-投射神经元多分布于第2/3层，NAc-投射神经元多分布于第2/3层和第5a层，相互之间重叠较少。其他皮层下区域，包括PAG、DRN、LH和VTA，主要接收来自皮层5的输入。尽管参与社会支配调节的mPFC下游回路才刚刚开始被确定，但仍需探索这些不同回路如何参与社会竞争，以及mPFC如何通过其输出通路将与支配相关的感觉运动信息广播到行为决策中。在这项工作中，为了描绘dmPFC下游控制社会竞争的途径，系统筛选了社会竞争后dmPFC下游大脑区域的c-Fos免疫反应性模式，并专注于在优势小鼠和从属小鼠中表现出差异c-Fos表达的大脑区域。利用途径特异性光遗传学，表征了这些mPFC下游投射的功能作用，并确定了几个与输赢相关的途径。逆行追踪和通路特异性纤维光度测定实验显示，输赢相关的投射神经元在解剖学上是分离的，当小鼠在试管测试竞争中进行用力推动时，它们表现出相反的动态活动变化。值得注意的是，从输相关途径到赢相关途径存在抑制作用。总之，这些结果揭示了dmPFC如何通过对不同皮层下通路的自上而下控制来调节竞争行为的简单逻辑。
参考消息：
https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(24)00807-9
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