同伴的痛如何传来:早期经历改变丘脑—皮层响应
幼年母子分离后,小鼠成年时的疼痛传递减弱。研究把这种变化追踪到丘脑室旁核通往前边缘皮层的兴奋性信号。
一只小鼠并没有直接受到伤害,却在与疼痛同伴相处后,对触碰变得更敏感。这种“疼痛传递”让研究者得以观察:来自另一只动物的状态信息,如何改变自己的感觉反应?发表于 Science Advances 的研究发现,幼年经历会影响这一过程,丘脑与前额叶之间的联系是其中一个关键环节。
早期母子分离削弱成年小鼠的同伴状态辨别及疼痛传递;增强后部丘脑室旁核—前边缘皮层相关活动,或在幼年给予温和触觉体验,可改善这两项表现。
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痛没有直接发生在自己身上
与处于疼痛状态的熟悉同伴互动后,正常饲养的小鼠机械痛阈下降,这一变化持续数小时。面对状态正常的同伴时,同样的变化没有出现。感觉系统的输出,因一次社会互动而改变。
经历幼年母子分离的小鼠,成年后这种反应明显减弱。不过,它们原有的机械阈值、热敏感度及另一项伤害性感觉表现相近,运动和所测社交行为也没有普遍下降。差别集中在同伴状态引发的感觉变化,而非所有痛觉都变迟钝。
来源:Zhang Z et al. · Science advances · CC BY
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多闻一会儿,透露了状态辨别
研究还让观察鼠面对一只疼痛同伴和一只状态中性的同伴。正常组在最初阶段更多嗅探疼痛同伴,母子分离组则缺少这种偏向。这里考察的是对陌生同类不同状态的反应,与前面的熟悉伙伴疼痛传递任务相互补充。
延长熟悉伙伴的互动时间后,分离组也能出现阈值下降,但程度及出现这一表现的比例仍低于正常组。它们的响应并非完全消失,而是在社会信息引发感觉变化的过程中变弱了。雌鼠的补充观察也显示了相似的行为差别。
早期经历发生的时段也有影响。更靠近出生的分离仍能削弱成年疼痛传递,较晚发生的分离影响较轻,小鼠仍表现出互动后的阈值下降。发育中的社会感觉响应,对经历的敏感程度并非始终一样。
后部室旁核在接触附近活跃
丘脑室旁核位于脑内中线附近,与处理动机、情绪和行为意义的多个区域相连。正常观察鼠接近并接触疼痛同伴时,这里的谷氨酸神经元群体钙信号更强。减少后部室旁核活动,疼痛传递和状态辨别随之减弱;减少前部活动则未产生同样效果。
这比单纯找到一处“亮起来”的脑区更进一步:相邻区域对同一行为的贡献存在差别。另一候选区域中的催产素神经元受到抑制时,疼痛传递仍然出现,说明这项任务并非依赖所有与社会行为有关的细胞群。
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细胞变得不易响应
母子分离组成年后,室旁核细胞在接触疼痛同伴时不再出现正常组那样的额外钙响应。细胞电活动也显示,它们更难被激发,接收到的自发兴奋性信号频率较低,而单次信号幅度相近。社会互动中的弱响应,与细胞状态的变化相互呼应。
有意思的是,在幼年分离结束时,团队尚未检测到同样的电活动异常。成年结果不是幼年某一时刻的简单复制,而像是随成长逐渐显现的改变。提高成年分离组室旁核活动后,两项行为表现都得到改善。
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关键输出落在前边缘皮层
室旁核有多条输出。研究进一步找到通往前边缘皮层的投射:正常组与疼痛同伴互动时,这条投射的钙活动增强;减少其活动,疼痛传递与状态辨别减弱。通往伏隔核或下边缘皮层的投射受到抑制时,疼痛传递没有出现同样变化。
分离组这条投射的社会响应较弱,而增强其活动后,机械阈值随互动下降的表现及状态辨别都恢复。这条联系把深部丘脑的活动,与皮层参与社会信息处理的过程接在一起。
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温和接触与成年回路响应相连
除了直接改变神经活动,团队还观察了幼年温和触觉体验的影响。接受这种体验的分离组成年后,疼痛传递及状态辨别改善,通往前边缘皮层的室旁核细胞也更易兴奋,互动相关钙响应更强。随后减少这条投射的活动,已经改善的疼痛传递再次减弱。
正常饲养组并未因此表现出更强的疼痛传递。触觉体验的作用与原有状态有关,也把早期照护中身体接触的重要性带入了具体回路问题。研究主要来自雄鼠,并有部分雌鼠行为验证;它揭示的是动物中一项社会感觉反应如何被经历塑造。
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