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是敌是友 控制社交记忆的脑区也会引发攻击行为

发布时间:2018-12-06 06:36:02

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哥伦比亚科学家已经确定了一个大脑区域,可以帮助告诉动物什么时候攻击入侵者以及何时接受入侵者。这个大脑区域称为CA2,是海马体的一部分,海马体是一个更大的脑结构,已知对我们对人,地方,事物和事件的记忆至关重要。

已知CA2专注于社交记忆,即记住与他人相遇的能力。令人惊讶的是,今天的研究结果表明,单个大脑区域可以控制高阶认知,如社会记忆,以及像社会侵略这样的天生的本能行为。并且由于CA2功能障碍与精神疾病(例如精神分裂症和双相情感障碍)有关,这些结果提供了进一步的支持,即改变的CA2功能可能导致与这些疾病相关的异常社交行为。

这项研究发表在今天的自然界。

“人类和老鼠是社会生物。我们都参与学习和天生的社交互动,有时促进合作,其他时间推动对配偶,食物和支配地位的竞争。大脑如何调解这些冲突的冲动一直是一个令人费解的问题,”史蒂文说。 A. Siegelbaum,博士,Gerald D. Fischbach博士,哥伦比亚大学欧文医学中心神经科学教授和主席,哥伦比亚大学扎克曼研究所的首席研究员和该论文的资深作者。

“今天在老鼠身上的研究告诉我们,由几千个细胞组成的小型CA2充当社会行为的纽带,让记忆影响参与社会侵略的决定,”他继续道。

尽管人们对海马体的其他区域了解很多,但CA2的体积小,再加上夹在较大的邻近区域之间的难以接近的位置,使得研究具有挑战性。但在2014年,Siegelbaum实验室开发了一种用于开启或关闭CA2的遗传方法,并发现该区域对于社交记忆至关重要。

作为确定CA2是否可能调节其他社会行为的第一步,研究人员检查了从CA2接收信息的大脑区域。他们发现CA2与外侧隔膜有很强的联系,这是一个已知有一段时间的大脑区域,可以在限制攻击方面发挥重要作用。事实上,经典研究和最近的研究都表明,包括人类在内的几个物种的侧隔中的脑损伤促进了过度激进的状态。

“CA2与侧隔膜的紧密联系使我们怀疑它是否也在这种类型的攻击中发挥作用,”Siegelbaum实验室的副研究科学家,该论文的第一作者Felix Leroy博士说。

为了找到答案,研究人员暂时关闭了一只独居于其家笼中的老鼠的CA2。然后他们将入侵者引入笼中并观察其产生的行为。

当CA2关闭时,与正常情况相比,居民的攻击倾向明显减少。这种差异强烈表明,除了调节社交记忆外,CA2通常还可以驱动攻击性行为。

但为什么控制记忆的大脑区域也会被用来调节攻击?一个线索来自于这样一个事实:雄性小鼠在被安置在一起时会形成社会等级;一个占主导地位的阿尔法男性坐在这个等级之上,接着是一系列越来越顺从的男性。当一只新的老鼠被引入殖民地时,陌生人和其他老鼠之间会发生一些战斗,直到社会等级被重新建立。

“看起来,在社交互动的开始 - 例如当常驻老鼠遇到入侵者时 - 动物的CA2形成了另一只老鼠的社交记忆,一种社会ID标签,”Leroy博士继续道。 “在两只小鼠之间的相互作用中,CA2中产生的信号被发送到侧隔,这有助于攻击行为。”

研究小组表示,一种叫做血管加压素的激素也可能起作用。当在大脑中释放时,加压素调节许多社会行为,因此该团队询问加压素是否有助于确定小鼠是否决定发作。

“我们发现当血管加压素在侧隔中释放时,CA2细胞有效激活侧隔的能力大大增强,”Siegelbaum博士说。 “之前的研究揭示了加压素与攻击之间的联系,CA2似乎是这种效应的中心。”

由于精神分裂症和孤独症患者的血管加压素水平发生改变,研究人员希望进一步探讨这些疾病是否以及如何与CA2功能障碍相关联。

2016年,Siegelbaum博士和Zuckerman研究所首席研究员Joseph Gogos博士发现携带与精神分裂症相关的人类突变的小鼠具有功能失调的CA2。这提供了惊人的证据,社会记忆缺陷,精神分裂症的一个关键特征,可能起源于CA2。

“精神分裂症患者表现出广泛的行为改变,包括社交记忆受损和攻击水平改变,”Siegelbaum博士说。 “这可能是由于CA2活动的丧失或变化导致的?并且可以通过人为地增加CA2活性来减轻这些缺陷吗?这是我们的研究和其他人希望揭示的研究。”

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