鉴定一群打架相关的神经元

撰文

亦社交需要感知和理解他人的行为，镜像神经元（mirrorneurons）作为一群能够代表自我和他人行动的细胞，被认为是感知和理解的认知神经基础中必不可少的一部分。灵长类动物大脑皮层的镜像神经元承担熟练的运动任务，但其对于行为的重要性仍不清楚。年2月15日，来自斯坦福大学精神病学和行为科学系的NiraoM.Shah团队在Cell上发表了题为Hypothalamicneuronsthatmirroraggression的文章，在雄性小鼠下丘脑中鉴定了一群神经元，其活性与目击其他小鼠的打斗有关，这些神经元在小鼠攻击性行为中发挥重要作用。以往对小鼠的研究确定了下丘脑的外侧是攻击中心，VMHvlPR的靶向删除或急性化学遗传抑制都会减少雄性小鼠的领土侵略，相反地，强制激活雄性小鼠的VMHvlPR则会引发攻击，最近的研究也表明VMHvlPR神经元以社交敏感的方式激发攻击性。于是作者想知道VMHvlPR神经元是否能够察觉到其他小鼠间的打斗，他们建立了一套可以给VMHvlPR神经元活性成像的实验装置，可用于只观察但不参与打斗的雄性小鼠，发现当小鼠观察其他小鼠打斗时，VMHvlPR被激活，但调节打斗的其他的中心如终端纹状体（BNST）就不具备类似的镜像活性。感官输入和体验极大程度上调节雄性小鼠的领土攻击性，那么天然的感官因素会不会诱发镜像攻击呢？作者发现VMHvlPR神经元在无攻击性暴露的情况下不会被激活，而在发生攻击或观察到攻击时才会活化，进一步地，作者明确了神经元的这种响应只针对于攻击和尾部打斗。VNO和主嗅上皮MOE中的神经元对雄性信息素的感知是引发攻击性必不可少的，作者对观察打斗的Trpc2-/-雄性小鼠中的VMHvlPR神经元进行成像，发现其和对照组一样也产生响应，在作者通过用坚固、透明的隔板取代穿孔隔板等物理隔离方式最大程度上阻断信息素的可及性后，VMHvlPR神经元依然激活。接下来作者使用小鼠不敏感的红外光谱进行照明，发现VMHvlPR神经元的活化消失，说明视觉输入对于镜像攻击而言是非常重要的。此外，在经验丰富的雄性小鼠中，VMHvlPR神经元的镜像反应会先于实际战斗，而在较为幼稚的雄性小鼠中，反应则出现在攻击的开始。这说明VMHvlPR神经元的镜像不依赖于社会经验而取决于视觉输入。进一步地，作者发现在雄性小鼠打斗或观察到攻击性时，VMHvlPR神经元是共激活的，单个VMHvlPR神经元可以代表不同的攻击性的运动动作，在这个意义上，它们表现出广泛的一致的镜像特性。于是作者对VMHvlPR神经元与领土攻击的功能相关性进行了探究，他们采用了一个攻击镜像TRAP策略，发现TRAP标记的VMHvl与VMHvlPR镜像神经元间存在紧密相关性，可以用来捕获observerVMHvlPR神经元。随后，作者应用这一策略将攻击镜像神经元抑制，发现其对于雄性的领土攻击是必须的，而激活镜像神经元VMHvlPR则会强化攻击，这说明攻击镜像神经元能引发雄性的攻击性行为。综上，文章揭示了位于小鼠下丘脑的VMHvlPR神经元不仅仅构成一个攻击中心，它还是一个攻击感知。其活性代表了自己和他人的攻击行为，这些镜像攻击的神经元活性对于打斗是必不可少的，其强制性激活会引发小鼠攻击性。这一位于进化保守区域的非皮层镜像神经元系统，是社会行为所必需的皮层下认知基质。原文链接：