北京時間2021年4月5日晚23時，美國加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）洪暐哲（Weizhe Hong）教授團(tuán)隊(duì)（第一作者為胡榮峰博士）在Nature Neuroscience雜志發(fā)表論文——“An amygdala-to-hypothalamus circuit for social reward”【1】。
這是胡榮峰博士繼2019年2月在Cell雜志上發(fā)表的關(guān)于大腦中間杏仁核（Medial Amygdala）參與調(diào)控動物哺育后代行為【2】之后的又一重要發(fā)現(xiàn)。
大腦中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)如何編碼和調(diào)控動物的社會行為一直是腦科學(xué)的重要研究領(lǐng)域之一。社會行為是社會性動物（包括人類）所能表現(xiàn)出的最復(fù)雜的行為之一，對動物生存和健康至關(guān)重要。在社會行為中，大腦必須通過處理社會和非社會信息，做出正確的行為判斷。在包括人類在內(nèi)的社會性動物中，參與社會行為是具有獎賞性的（Social Reward）。這種獎賞信息的處理失常是許多諸如自閉癥、抑郁癥和精神分裂癥等精神疾病的顯著性特征。但是，對大腦是如何控制社會行為的獎賞性，我們還知之甚少。
先前關(guān)于社會獎賞行為的神經(jīng)環(huán)路研究主要都集中在大腦中經(jīng)典的獎賞系統(tǒng)中。這些研究的腦區(qū)都集中在腹側(cè)被蓋區(qū)（VTA）、伏隔核區(qū)（NAc），以及與它們相連接的腦區(qū)【3-4】。社會獎賞行為的形成需要識別和整合社會信息。因此，社會獎賞的調(diào)控可能需要那些經(jīng)典獎賞環(huán)路之外的神經(jīng)環(huán)路的參與。但是，其他神經(jīng)環(huán)路是如何介導(dǎo)社會獎賞，我們知之甚少。為了更好的研究社會獎賞的神經(jīng)機(jī)制，作者們使用了一種自動化的系統(tǒng)來定量化地測量小鼠的社會獎賞的大小（Fig. 1）。作者們發(fā)現(xiàn)雌性和雄性的成年小鼠都具有獲得社會獎賞的能力。
Fig.1 An automated operant system for measuring social reward.
通過綜合運(yùn)用光遺傳學(xué)，光纖記錄等技術(shù)，作者們發(fā)現(xiàn)了一條新穎的控制社會獎賞行為的神經(jīng)環(huán)路(Fig. 2)。中部杏仁核（Medial Amygdala， MeA）是嗅球系統(tǒng)下游的一個重要介導(dǎo)社會行為的腦區(qū)。特異地去除或抑制（ablation）中部杏仁核中的GABA能神經(jīng)元顯著地降低小鼠的社會獎賞行為，而激活這些神經(jīng)元能夠產(chǎn)生非常強(qiáng)烈的獎賞效應(yīng)。
通過正向示蹤技術(shù)，作者發(fā)現(xiàn)了中部視前區(qū)（MPOA）是MeA最重要的投射區(qū)域之一。通過光遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)，作者進(jìn)一步證實(shí)了由MeA到MPOA的神經(jīng)環(huán)路是介導(dǎo)社會獎賞行為的所必需的。
Fig.2 The MPoA-projecting MeApd circuit mediates social reward.
多巴胺釋放是獎賞行為的一個重要特征。作者嘗試在激活MeA神經(jīng)元的同時，同時記錄NAc中的多巴胺釋放情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MeA神經(jīng)元的激活能夠?qū)е略贜Ac中的多巴胺釋放明顯增加（Fig. 3）。這個實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明，MeA可能是經(jīng)典獎賞環(huán)路的一個重要的上游腦區(qū)。
Fig. 3 Activating MeApd Vgat+ neurons triggers dopamine release in the NAc.
眾所周知，積極的社會行為可以降低或緩解厭惡或焦慮情緒。但是，這種現(xiàn)象背后的神經(jīng)機(jī)制，目前在很大程度上是不清楚的。作者們發(fā)現(xiàn)，激活MeA或MeA-to-MPOA環(huán)路所產(chǎn)生的獎賞，能夠有效地幫助動物克服內(nèi)在的厭惡或逃避行為（avoidance behavior）。
綜上，研究者優(yōu)化了一套自動化的系統(tǒng)來定量化地測量小鼠的社會獎賞大小，首次發(fā)現(xiàn)并證實(shí)了MeA-to-MPOA通路在調(diào)控社會獎賞行為中的關(guān)鍵作用。這項(xiàng)研究促進(jìn)了我們對社會行為在大腦中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的編碼和調(diào)控的理解，并為焦慮癥、自閉癥和抑郁癥等精神性疾病的神經(jīng)機(jī)制提供了新的思路。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1038/s41593-021-00828-2
參考文獻(xiàn)
【1】Hu RK, Zuo Y, Ly T, Wang J, Meera P, Wu YE, and Hong, W. 2021. An amygdala-to-hypothalamus circuit for social reward. Nature Neuroscience. https://doi.org/10.1038/s41593-021-00828-2.
【2】Chen PB*, Hu RK*, Wu YE*, Pan L, Huang S, Micevych PE, Hong W. 2019. Sexually dimorphic control of parenting behavior by the medial amygdala. Cell 176, 1206–1221.
【3】D?len G, Darvishzadeh A, Huang KW, Malenka RC. 2013. Social reward requires coordinated activity of nucleus accumbens oxytocin and serotonin. Nature 501, 179.
【4】Hung L, et al. 2017. Gating of social reward by oxytocin in the ventral tegmental area. Science 357, 1406–1411.
編輯 | 余 荷
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