带幼鼠回巢,母鼠与父鼠的大脑节奏不同
母鼠与父鼠把幼鼠带回巢时,前扣带皮层和蓝斑的活动呈现不同特点。抑制前扣带兴奋性细胞或投向该区的蓝斑细胞,可干扰母鼠早期育幼行为。
幼鼠离开巢后发出呼叫,亲鼠何时靠近,又何时把它带回去?2023年7月7日发表于 Cell Reports 的研究,把这些细小动作与前扣带皮层(ACC)、蓝斑(LC)的群体活动联系起来。结果发现,母鼠与父鼠不仅育幼表现不同,脑内信号的强度和时间结构也有差异;抑制其中部分细胞,会延缓母鼠在产后早期带幼鼠回巢。
育幼时母鼠ACC兴奋性群体响应较强,抑制性群体的总体性别差异却不显著。LC至ACC相关细胞与局部去甲肾上腺素信号随搬运变化;抑制投向ACC的LC细胞会延迟母鼠回巢照料,但不会完全阻止取回幼鼠。
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差别常出现在开始行动和两次搬运之间
在最初的行为观察中,母鼠带回幼鼠更稳定,并随日龄较快改善;父鼠表现更不一致,进入新笼后尤其容易受影响。父鼠第一次接近幼鼠更慢,两次搬运之间的间隔也更长,但这组动物单次接触到放回巢的用时没有显著性别差异。
当幼鼠能被听到、闻到却暂时无法接触时,母鼠对装有幼鼠的容器互动更多,对空容器则少得多。幼鼠在其中的超声叫声也比留在巢内多。这个场景使研究者能够区分一般物体探索与对幼鼠线索的反应。
来源:Corona A et al. · Cell reports · CC BY-NC-ND
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兴奋性群体在母鼠中响应更强
全脑活动标记筛查把ACC带到前台:母鼠取回幼鼠时,这一区域的c-Fos标记明显增加,与父鼠之间也存在差异。动态钙记录进一步发现,接触并带回幼鼠时,ACC兴奋性细胞群的响应在母鼠中更强。
响应并非每天固定不变。两性兴奋性群体的活动幅度都会随产后天数下降;母鼠第二次产仔时,早期强响应可以再次出现。抑制性群体则在接触幼鼠时下降、接近搬运结束时短暂上升,但其总体响应的性别差异未达显著。
来源:Corona A et al. · Cell reports · CC BY-NC-ND
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两类群体,围绕动作呈现不同节奏
在母鼠中,接触幼鼠后兴奋性响应升高、抑制性响应降低;把幼鼠放回巢时,两者的方向又转换。所有幼鼠回巢后,母鼠进入巢内也伴随抑制性群体响应下降,离巢时则回升。
父鼠两类群体在对应时段的响应差异没有达到显著。这里看到的是不同细胞群的活动时间结构,而非单一脑区整体升降;接触、搬运结束与进入巢内,是各有特点的行为节点。
来源:Corona A et al. · Cell reports · CC BY-NC-ND
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抑制兴奋性细胞,母鼠早期取回变慢
降低ACC兴奋性细胞活动后,母鼠取回幼鼠的潜伏期增加,影响在产后最早期、尤其第0天更明显。母鼠对装有幼鼠容器的互动也减少,对空容器的互动却未显著改变。高架十字迷宫的开放臂时间和进入次数同样没有显著变化。
父鼠没有呈现同样清楚的即时取回变化;逐日比较未见显著组间差异。父鼠与幼鼠容器的互动虽然数值降低,但该组间比较未达到显著,个体内药物前后比较也不显著。不同亲鼠的行为作用因此没有简单对称。
来源:Corona A et al. · Cell reports · CC BY-NC-ND
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父鼠的LC响应反而更大、更持久
ACC的一条上游联系来自蓝斑,这个脑区与去甲肾上腺素、觉醒和注意有关。记录显示,亲鼠接触幼鼠并搬运时,LC群体活动升高,放下幼鼠后回落。与ACC兴奋性群体不同,LC响应面积在父鼠中反而更大。
在LC记录的这组动物中,父鼠单次搬运和间隔都更长,响应幅度也与搬运时长、此前间隔相关。较强信号不等于更快行为:它的意义与动作持续多久、前一段等待多久联系在一起。
来源:Corona A et al. · Cell reports · CC BY-NC-ND
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ACC去甲肾上腺素信号随取回升高
专门记录投向ACC的LC细胞时,也能看到与取回动作相伴的瞬时响应。ACC中的去甲肾上腺素传感信号在接触幼鼠后升高,把上游细胞活动与皮层局部递质变化联系起来。
抑制投向ACC的LC细胞,会延长母鼠早期取回幼鼠的潜伏期,但没有让这一行为完全消失。该干预针对的是投射定义细胞,它们的其他分支也可能受到影响;这组LC细胞参与了及时照料的调节,而取回幼鼠的行为仍能继续发生。
来源:Corona A et al. · Cell reports · CC BY-NC-ND
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从幼鼠线索到行动,时间结构很重要
研究把育幼行为拆成了接近、接触、搬运和放下等节点,发现不同细胞群、不同亲鼠的响应各有节奏。它也显示,扰动ACC或相关LC群体,能够改变母鼠在产后早期采取行动的速度。
这些结果来自成年亲鼠及特定育幼场景。研究还没有证明增强ACC活动就能改善父鼠表现;局部递质信号如何被不同细胞和受体转化成行动,也仍需细化。这里最清楚的新认识,是照料并非只看某个脑区活跃多少,还要看信号何时出现、与哪一步动作相伴。