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几十年来,神经科学家们一直在尝试理解不同社会行为(包括攻击行为)背后的神经机制。攻击、暴力或对抗行为在人类和许多动物物种中很常见,但支持或抑制这些行为的神经过程尚未被完全揭示。
近日,纽约大学林大宇教授团队在 Nature Neuroscience 期刊发表了题为:A hypothalamic pathway that suppresses aggression toward superior opponents 的研究论文。
这项研究发现,当雄性小鼠面对更强大或身体上有优势的对手时,下丘脑内侧视前区(MPOA)尾部的细胞的会抑制它们的攻击性。这一发现对调节动物和人类攻击性的神经通路有了新的认识。
林大宇教授表示,自2010年成立实验室以来,自己一直在研究小鼠的攻击行为的大脑回路。团队在之前的研究中发现腹内侧下丘脑腹外侧部(VMHvl)是产生攻击行为的重要区域,而内侧视前区(MPOA)是投射到VMHvl的顶部区域,但其在攻击行为中的功能尚不清楚,因为传统上MPOA被认为是性行为的关键区域。
在进行研究的过程中,研究团队意识到,下丘脑的MPOA区域的头部(rostral)和尾部(caudal)在小鼠彼此进行社交互动时的反应不同。他们发现,在两只雄鼠之间的互动中,MPOA尾部(cMOPA)往往比雄鼠和雌鼠之间互动时更活跃。
研究团队发现,当操纵MPOA尾部时,小鼠的攻击性被强烈抑制了。研究团队意识到这可能是雄性之间的的攻击性被抑制,也就是当雄性遇到更强大的对手时,MPOA尾部细胞的活性会增加。研究团队结合了光遗传学和化学遗传学技术,使用纤维光度法监测了小鼠大脑中的钙活性,并在小鼠大脑切片中收集了膜片钳记录数据。结果显示,MPOA细胞直接通过突触与VMHvl细胞接触并抑制它们。
利用光遗传学技术,研究团队抑制或激活了雄性小鼠的MPOA尾部细胞,并观察了它们在社会互动中的行为。有趣的是,抑制这些细胞似乎增加了雄性小鼠对其他雄性小鼠的攻击性,而激活它们则减少了它们的攻击行为。
林大宇教授表示,这项研究结果表明,MPOA尾部(cMPOA)细胞自然地抑制攻击性,cMPOA细胞投射并抑制VMHvl细胞。此外,抑制cMPOA对VMHvl的投射会导致雄性小鼠攻击性增加,甚至面对更强壮的雄性时也是如此,而激活该途径则会减少攻击性。然后我们检查了体内cMPOA的活性,发现强壮的雄性比弱小的雄性更容易激活这些细胞。
林大宇教授进一步表示,这项研究发现了一种新的通路,可以抑制对不适当目标的攻击,这对包括人类在内的动物的生存至关重要,因为错误的攻击可能会产生严重甚至致命的后果。这项研究还发现,在失败社会经历后,cMPOA细胞的反应具有很高的可塑性。
这项研究为攻击性的复杂神经基础提供了一些有价值的新见解,特别是揭示了小鼠的大脑如何防止不利的战斗。在未来,这可能会为MPOA如何影响攻击行为的新发现铺平道路,也可能为具有攻击或暴力倾向的人类的临床研究提供信息。
总的来说,林大宇教授团队的这项研究结果表明,MPOA尾部可以显著影响雄性小鼠的攻击行为。具体来说,下丘脑的这个区域似乎通过抑制VMHvl的活动来减少对更强壮的雄性对手的攻击。
论文链接:
https://www.nature.com/articles/s41593-023-01297-5
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