社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)決定了社會(huì)地位等級(jí)，它深刻地影響著動(dòng)物的行為和健康。背內(nèi)側(cè)前額葉皮層（dormedial prefrontal cortex，dmPFC）在調(diào)節(jié)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中發(fā)揮著基本作用，但目前尚不清楚dmPFC如何通過(guò)其下游神經(jīng)環(huán)路來(lái)協(xié)調(diào)與勝利和失敗相關(guān)行為。
2024年12月11日，浙江大學(xué)胡海嵐團(tuán)隊(duì)在 Cell 子刊 Neuron 上發(fā)表了題為：Deconstructing the neural circuit underlying social hierarchy in mice 的研究論文。
該研究解析了小鼠社會(huì)地位等級(jí)的神經(jīng)環(huán)路，dmPFC-DRN環(huán)路和dmPFC-PAG環(huán)路促進(jìn)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)的勝利，而dmPFC-aBLA環(huán)路促進(jìn)了社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中的失敗，dmPFC中的兩種神經(jīng)元相反地調(diào)節(jié)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)，失敗環(huán)路抑制勝利環(huán)路。這種相互對(duì)抗的作用可能代表了mPFC通過(guò)自上而下的控制來(lái)協(xié)調(diào)復(fù)雜行為的核心原則。
與支配行為相關(guān)的人格特質(zhì)，例如堅(jiān)持不懈或動(dòng)機(jī)驅(qū)力，需要更高的大腦皮層功能。前額葉皮層（PFC）已被證明在人類(lèi)、靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物和嚙齒類(lèi)動(dòng)物中編碼著支配地位和競(jìng)爭(zhēng)成功。對(duì)背內(nèi)側(cè)前額葉皮層（dmPFC）神經(jīng)元的突觸強(qiáng)度或神經(jīng)活動(dòng)進(jìn)行雙向調(diào)節(jié)，可調(diào)節(jié)鉆管測(cè)試、獎(jiǎng)勵(lì)競(jìng)爭(zhēng)和覓食競(jìng)爭(zhēng)中的競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果和支配地位。這些研究共同指向了dmPFC是在進(jìn)化過(guò)程中保守的支配等級(jí)的調(diào)節(jié)樞紐。雖然我們已經(jīng)研究了社交競(jìng)爭(zhēng)中dmPFC的上游丘腦輸入，但我們?nèi)匀蝗狈?duì)dmPFC如何協(xié)調(diào)下游輸出以指揮復(fù)雜支配行為的全腦視角。
作為一個(gè)聯(lián)合執(zhí)行中心，mPFC接收和整合來(lái)自多個(gè)感覺(jué)模態(tài)的輸入，并廣泛投射到整個(gè)大腦的不同區(qū)域，包括皮層、皮層下和腦干。
通過(guò)這些預(yù)測(cè)，mPFC對(duì)多種行為施加自上而下的控制，包括情緒調(diào)節(jié)、決策、獎(jiǎng)勵(lì)尋求、努力行為、動(dòng)機(jī)和認(rèn)知靈活性。特別是，一系列優(yōu)雅的研究確立了mPFC投射在調(diào)節(jié)各種社會(huì)行為中的作用，例如社交趨近回避（mPFC-BLA）、社交學(xué)習(xí)（mPFC/ACC-BLA、mPFC-l/vlPAG）、獎(jiǎng)勵(lì)競(jìng)爭(zhēng)（mPFC-LH）、社交偏愛(ài)（mPFC-NAc）、社交挫?。╩PFC- PAG）和社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)（mPF-NAc和mPFC-VTA）。
通常，mPFC的投射神經(jīng)元呈層流組織，廣泛分布于第2-6層。其中，BLA投射的神經(jīng)元多位于2/3層，NAc投射的神經(jīng)元多位于2/3層和5a層，彼此重疊較少。其他皮層下區(qū)域，包括PAG、DRN、LH和VTA，主要接收來(lái)自第5層的輸入。
雖然參與社會(huì)支配調(diào)節(jié)的mPFC下游環(huán)路剛剛開(kāi)始被識(shí)別，但這些不同的回路如何參與社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)，以及mPFC如何通過(guò)其輸出通路將與支配相關(guān)的感覺(jué)運(yùn)動(dòng)信息傳播到行為決策中，仍有待探索。
在這項(xiàng)最新研究中，為了闡明dmPFC控制社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)的下游通路，研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)篩選了社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)后dmPFC下游腦區(qū)的c-Fos免疫反應(yīng)模式。通過(guò)全腦c-Fos映射、纖維光度測(cè)量和基于光遺傳學(xué)或化學(xué)遺傳學(xué)的操縱，研究團(tuán)隊(duì)在小鼠的背內(nèi)側(cè)前額葉皮層（dmPFC）下游識(shí)別出了功能上分離的與勝利和失敗相關(guān)的神經(jīng)環(huán)路。
具體來(lái)說(shuō)，dmPFC的第5層神經(jīng)元向中縫背核（DRN）和水管周灰質(zhì)（PAG）投射，促進(jìn)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)；而dmPFC的第2/3層神經(jīng)元向前基底外側(cè)杏仁核（aBLA）投射，則抑制社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)。逆行示蹤和通路特異性光纖光度測(cè)定實(shí)驗(yàn)表明，小鼠在鉆管測(cè)試競(jìng)爭(zhēng)中進(jìn)行用力推擠時(shí)，勝利和失敗相關(guān)的投射神經(jīng)元在功能上分離，并表現(xiàn)出相反的動(dòng)態(tài)活動(dòng)變化。在體和體外電生理記錄顯示，失敗環(huán)路對(duì)勝利環(huán)路有抑制作用。
該研究的核心發(fā)現(xiàn)：
dmPFC-DRN環(huán)路和dmPFC-PAG環(huán)路促進(jìn)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)的勝利；
dmPFC-aBLA環(huán)路促進(jìn)了社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中的失敗；
dmPFC第2/3層和第5層神經(jīng)元相反地調(diào)節(jié)社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)；
失敗環(huán)路抑制勝利環(huán)路。
這種相互對(duì)抗的作用可能代表了mPFC通過(guò)自上而下的控制來(lái)協(xié)調(diào)復(fù)雜行為的核心原則。
論文鏈接：https://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273(24)00807-9
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