2025年4月26日军事医学科学院吴海涛研究员在Molecular Psychiatry杂志发表综述系统、全面阐述了调控社交行为的神经环路机制。
1、调控社交行为的神经环路
社交探索以靠近社交刺激为典型特征,主要通过对面部和肛门生殖器区域进行嗅探实现的。在触鼻过程中外界信息传入到犁鼻器,随后整合传输到辅助嗅球(AOB,调控社交行为)。AOB可投射到内侧杏仁核、终纹床核、杏仁核皮层后内侧核等脑区。三箱社交行为学是评估社交能力和社交新颖性的经典行为范式。促进社交能力的神经环路:BF→VTA、PVN→NAc、PVN→VTA、VTA→NAc、IL→BLA、mPFC→PVT、CeA→MiTg、dCA1→RSA等环路。抑制社交能力的神经环路:PrL→NAc、PrL→BLA、BLA→mPFC、VMT→mPFC、BLA→vCA1等环路。在这些脑区中前额叶皮层(mPFC)发挥关键的作用。
社交新颖性的内在驱动力被认为大脑的奖赏系统。促进社交新颖性的神经环路:IL→NAc、VTA→NAc、vCA1→NAc、IL→LS、mPFC→Re、dCA1→RSA、vCA1→mPFC、PVN→CA2/CA3、LEC→CA2/CA3、SuM→CA2/CA3、MS→CA2/CA3、PVN→SuM、SuM→DG、LDTg→VTA;抑制社交新颖性的神经环路:PrL→CPU、PrL→BLA、VMT→mPFC、CN→ZI等脑区。(BF为基底前脑,BLA为基底外侧杏仁核,CeA为中央杏仁核,CPu为尾状核,HPC为海马,IL为下边缘皮层,IPN为间脚间核,LDTg为背侧外侧被盖,LEC为外侧内嗅皮层,LS为背侧隔核,mPFC为内侧前额叶皮层,MS为内侧隔核,NAc为伏隔核,PrL下边缘皮层,PVN下丘脑室旁核,Re下丘脑联合核,RSA为压后扣带皮层,SuM为下丘脑乳头旁核,VMT腹内侧丘脑,VTA为腹侧被盖区)。
图1、调控社交行为的神经环路
2、调控交配行为的神经环路
下丘脑是调控交配行为的关键核团,内侧视前区(MPOA)主要负责雄性交配行为,腹内侧下丘脑的腹外侧区域(VMHvl)主要负责雌性交配行为,具体为MPOA雌激素1型受体→PAG、MPOA抑制性神经元→VMHvl环路促进雄性交配行为,VMHvl雌激素1型受体神经元→PAG、VMHvl雌激素1型受体神经元→AVPV促进雌性交配行为。雄性交配行为具有奖赏特性,这主要依赖于经典的VTA→NAc环路,在雄性小鼠中存在MPOA→VTA→NAc环路,在雌性小鼠并不存在类似的奖赏环路。
MPOA和VMHvl可以整合外界环境和内在状态信息,实现从上到下调控交配行为。MPOA和VMHvl均接受来自于BNST和MeA脑区的广泛输入。MeA→MPOA环路促进雄性交配行为,MeA→VMHvl环路促进雌性交配行为。BNST→MPOA环路促进雄性交配行为,BNST→VMHvl环路抑制雌性交配行为。(MeA为内侧杏仁核,BNST为终纹床核,PAG为中脑导水管周围灰质,VTA为腹侧被盖区,NAc为伏隔核)。
图2、调控交配行为的神经环路
3、调控攻击行为的神经环路
攻击性是动物的本能,在争夺资源、繁殖和领地保护中发挥关键作用。VMHvl 和PMv 是雌雄性攻击行为的关键核团。雄性小鼠VMHvl雌激素1型受体神经元投射到后侧无名质(pSI)的兴奋性环路促进攻击行为,雌性小鼠VMHvl雌激素1型受体神经元投射到pSI的抑制性环路抑制攻击行为。嗅觉线索是攻击行为的主要感官驱动因素。MeA和BNST整合来自于从AOB的感觉信息并通过投射传递到VMHvl和PMv。MeA催产素受体神经元→VMHvl和MeA速激肽1神经元→VMHvl环路促进攻击行为。
MeA多巴胺1型受体受体神经元通过不同的投射发挥双向调控攻击行为:投射到VMHd的兴奋性环路抑制攻击行为,投射到BNST的抑制性环路促进攻击行为。目前对于BNST与VMHvl是否存在直接的投射尚不十分清楚。VMHvl也接受来自于腹侧海马、外侧隔核脑区的输入,实现从上到下的调控机制。攻击行为也具有奖赏特性,中缝背核→腹侧海马、下丘脑室旁核→腹侧被盖区、外侧缰核→中缝背核、基底前脑→外侧缰核等环路参与其中。短期“胜利者效应”可促进攻击行为,长期“胜利者效应”引起病态的攻击行为(攻击比自己更强的对手),这主要通过PA-VMHvl环路实现。
图3.调控攻击行为的神经环路
4、调控养育行为的神经环路
在啮齿动物中,母性和父性养育行为有相似的行为表现。然而,养育行为主要由父母承担,而非未育者,这种内在状态的转变主要依赖于MPOA甘丙肽阳性神经元和PVN催产素能神经元。内侧视前区(MPOA)是调控养育行为的关键核团。MPOA雌激素受体神经元→VTA环路、MPOA抑制性神经元→PAG环路、MPOA→BNST、MPOA→MeA环路促进养育行为。PA兴奋性神经元→MPOA、BNST雌激素受体神经元→MPOA抑制养育行为。PVN是调控声音诱发养育行为的主要核团。PVN催产素能神经元接受AVPV、PIL、LH、sSC的输入促进养育行为,PVN催产素能神经元投射到AC和VTA的环路也能促进养育行为。
图4、调控养育行为的神经环路
5、调控同情行为的神经环路
BLA和NAc脑区可能是调控共情行为的主要下游脑区:DRN→NAc、ACC→NAc、IC→BLA调控共情疼痛行为,海马→BLA、LS→BLA、ACC→BLA、ACC→MDT调控共情恐惧行为。ACC可能是调控共情行为的关键脑区:抑制ACC脑区小清蛋白阳性神经元或生长抑素阳性神经元均可抑制共情恐惧行为。此外,ACC脑区加压素、催产素和多巴胺信号均参与共情行为。
6、疾病相关社交障碍的神经环路
抑郁症、自闭症、精神分裂症、创伤后应激障碍等疾病中均存在社交障碍。尽管存在神经环路机制复杂、基因异质性,内侧前额叶皮层(mPFC)和海马是自闭症社交障碍发生的关键脑区。mPFC神经元过度激活,在自闭症动物模型中mPFC→CPu、mPFC→BLA、mPFC→LH环路神经元是激活的,海马→mPFC环路、DG→CPu环路神经元也是激活的,经典的奖赏环路VTA→NAc是激活的。激活小脑-mPFC环路或抑制海马-mPFC环路均可缓解自闭症模型的社交障碍。
在精神分裂症动物模型中BLA-ACC环路活性是降低,VTA-mPFC环路活性升高,激活BLA-ACC环路或抑制VTA-mPFC环路可改善社交障碍。影像学证据表明创伤后应激障碍患者杏仁核、mPFC、BLA、海马、岛叶皮层等脑区与社交障碍密切相关。在创伤后应激障碍动物模型中激活VTA-BLA多巴胺环路可缓解社交障碍,抑制mPFC-LHb 或BF-LHb环路可降低社交恐惧反应。
图5、自闭症社交障碍的神经环路
参考文献:Li, H., Zhao, Z., Jiang, S. et al. Brain circuits that regulate social behavior. Mol Psychiatry (2025). https://doi.org/10.1038/s41380-025-03037-6
创作声明:本文是在原英文文献基础上进行解读,存在观点偏向性,仅作分享,请参考原文深入学习。
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