繪制社交回避的神經(jīng)回路

像人類一樣，小鼠生活在復雜的社會群體中，學會區(qū)分接近誰和避開誰是關(guān)鍵?？茖W家們知道，在輸?shù)粢粓鰬?zhàn)斗后，被打敗的小鼠很快就學會了躲避獲勝的對手，但是驅(qū)動這些行為變化的神經(jīng)機制還沒有被完全理解

由紐約大學神經(jīng)科學家Dayu Lin領(lǐng)導的研究人員發(fā)現(xiàn)小鼠大腦中調(diào)節(jié)社交回避的下丘腦回路，以及催產(chǎn)素在失敗后促進神經(jīng)可塑性方面的重要作用。這些發(fā)表在《自然》雜志上的研究結(jié)果支持了一種觀點，即大腦中的催產(chǎn)素不僅僅能調(diào)節(jié)動物的親社會行為。

“他們發(fā)現(xiàn)了一組非常不同的后葉催產(chǎn)素神經(jīng)元和后葉催產(chǎn)素受體表達神經(jīng)元，這是以前從未真正研究過的，”加州大學戴維斯分校(University of California, Davis)的行為神經(jīng)科學家Brian Trainor說，他沒有參與這項研究。

大約五年前，當Lin開始這項研究時，她并沒有打算研究調(diào)節(jié)社交回避的大腦回路?！斑@實際上是一個與母性攻擊有關(guān)的項目，”她解釋說。當時，Lin想要研究催產(chǎn)素在下丘腦腹內(nèi)側(cè)腹側(cè)部(一個涉及攻擊行為和社會恐懼的大腦區(qū)域)的釋放是否介導了哺乳期間雌性攻擊行為的增加，這是一種關(guān)鍵的行為改變，使母親能夠保護她的后代免受威脅。在一年的實驗數(shù)據(jù)否定了這一假設(shè)后，研究人員探索了新的想法。在與她的團隊進行頭腦風暴時，林想起了幾年前她作為博士后研究員完成的一個實驗：一天，出于好奇，Lin觀察了輸了一場戰(zhàn)斗的動物的下頜下頜血管瘤中c-fos的表達，這是一種神經(jīng)元活動的標志。這些小鼠大腦中的c-fos特征與小鼠母親的下丘腦中催產(chǎn)素受體的特征相似。這種相似性引起了Lin的興趣，她假設(shè)這些催產(chǎn)素受體表達(OXTR)神經(jīng)元可能在失敗誘導的行為中起作用。

為了驗證這一想法，林和團隊將雄性和雌性小鼠暴露在具有攻擊性的同性同種動物面前10分鐘，并評估動物在戰(zhàn)斗失敗前后的行為和大腦活動。研究人員將重點放在了VMHvl (aVMHvl)的前部，纖維光度法記錄了aVMHvl的OXTR神經(jīng)元。Lin的團隊之前的研究結(jié)果表明，在小鼠防御入侵者時，該區(qū)域的細胞變得活躍。當研究人員將打輸了的動物暴露在具有攻擊性的同伴時，細胞反應(yīng)增加了?！北淮驍〉膭游锎蟛糠謺r間都遠離攻擊者，而在被打敗之前，它們大部分時間都在靠近攻擊者?！?/p>

為了評估這些細胞與失敗誘導行為的功能相關(guān)性，研究小組在從未經(jīng)歷過戰(zhàn)斗的小鼠中激活了aVMHvl OXTR神經(jīng)元。初生動物體內(nèi)的這些細胞受到刺激后，也會引起對限制行動同伴的強烈回避，這表明這些神經(jīng)元活動的增加驅(qū)動了社交回避。在戰(zhàn)敗的小鼠身上，這些細胞的抑制增加了它們花在“研究”被限制行動的攻擊性同伴上的時間，這表明這些神經(jīng)元是誘導戰(zhàn)敗小鼠回避的必要條件。

由于這些細胞表達催產(chǎn)素受體，研究小組接下來尋找aVMHvl神經(jīng)元的催產(chǎn)素來源。通過繪制失敗后c-fos和催產(chǎn)素的表達圖譜，研究人員發(fā)現(xiàn)來自下丘腦不同區(qū)域的產(chǎn)生催產(chǎn)素的細胞參與其中，其中最高比例的細胞屬于一種稱為視交叉上核(SOR)的區(qū)域。

對產(chǎn)生SOR催產(chǎn)素的細胞進行的進一步實驗表明，當小鼠輸?shù)粢粓鰬?zhàn)斗時，這些神經(jīng)元會被激活，但當被打敗小鼠后來遇到獲勝者時，這些神經(jīng)元就不會被激活。當動物經(jīng)歷不同的痛苦刺激時，比如被鑷子戳或捏，這些細胞的活動就會增加，這表明產(chǎn)生SOR催產(chǎn)素的細胞傳遞了關(guān)于打斗中不舒服方面的感覺信息。

腦切片電生理記錄進一步顯示，刺激產(chǎn)生SOR催產(chǎn)素的細胞導致aVMHvl神經(jīng)元的膜去極化。在腦切片中添加催產(chǎn)素受體激動劑增加了aVMHvl細胞對興奮性輸入作出反應(yīng)的可能性，這表明神經(jīng)肽加強了aVMHvl OXTR細胞內(nèi)的突觸傳遞。

展望未來，Lin計劃繼續(xù)研究這一回路，以揭示可能有助于社交回避學習的其他神經(jīng)元群和大腦區(qū)域。她還想在更自然的環(huán)境中研究這種大腦回路，比如在一組小鼠中建立等級制度的過程中。

Trainor表示，研究結(jié)果強化了催產(chǎn)素在大腦中的作用不僅僅是調(diào)節(jié)親社會行為，而且這種神經(jīng)肽還能增強社會體驗，使好的體驗變得更好，壞的體驗變得更糟?！八钛a了催產(chǎn)素具有社交回避效應(yīng)的空白，”“很多人很難理解這一點。希望這項工作能改變該領(lǐng)域的一些想法。”我從未見過有人發(fā)表過關(guān)于這些細胞的任何文章，”“他們真的發(fā)現(xiàn)了一些顯而易見的東西。

來源：The Scientist

異丁醛（也稱為2-丁醛，化學式：C4H8O）是一種有機化合物，屬于醛類化合物。以下是異丁醛的一些化學性質(zhì)：

1. 功能團：異丁醛分子中含有一個醛基（─CHO功能團），即碳氧雙鍵和一個氫原子。

2. 溶解性：異丁醛具有一定的溶解性。它可以在水和許多有機溶劑中溶解，如乙醇、醚等。

3. 氧化性：異丁醛易被氧氣氧化成相應(yīng)的酸。

4. 反應(yīng)活性：異丁醛是一種活潑的化合物，可以與多種化學物質(zhì)發(fā)生以下反應(yīng)：

   - 還原反應(yīng)：可以被還原劑還原為相應(yīng)的醇。

   - 加成反應(yīng)：與親核試劑（如氨、氫氯化物）加成反應(yīng)，形成相應(yīng)的加成產(chǎn)物。

   - 導入反應(yīng)：與親電試劑（如酸性條件下的醇或酰氯）反應(yīng)，發(fā)生導入反應(yīng)，形成醇或酯。

5. 異構(gòu)性：異丁醛和正丁醛（1-丁醛）是同分異構(gòu)體，它們的分子結(jié)構(gòu)不同。

需要注意的是，異丁醛是一種具有刺激性氣味的液體，在處理和使用時應(yīng)采取適當?shù)姆雷o措施。同時，由于異丁醛易燃，應(yīng)避免與火源接觸和存放在易燃物質(zhì)附近。