社交为何变得可怕?基底前脑与外侧缰核的一条联系
经历负面社交学习后,小鼠面对陌生同伴也会退缩。研究追踪到基底前脑通向外侧缰核的兴奋性联系,发现群体响应与突触连接在其中呈现不同层次的变化。
靠近一个陌生同伴,原本可以是一次探索;经历负面学习后,同样的靠近却可能伴随犹豫和退缩。这种变化怎样进入大脑的行为调节网络?2024年5月13日发表于 Nature Communications 的研究,在成年雄性小鼠中追踪社交恐惧的表达,找到了基底前脑谷氨酸能细胞与外侧缰核之间的一条联系。经历社交恐惧条件化的小鼠,在接近同伴时,更大比例的相关细胞表现出活动升高;减弱其中通向外侧缰核的输入,社交回避和警戒姿势随之减少。研究还发现,连接强度发生了变化,而受测细胞的基础内在兴奋性并未同步升高。
基底前脑至外侧缰核的谷氨酸能联系参与社交恐惧表达。经历相关学习后,群体响应增强、突触指标改变;抑制该投射减弱回避,但并未证明恐惧记忆被消除。
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面对新的同伴,退缩仍然出现
在社交恐惧条件化之后,小鼠面对未参与原先学习的陌生同伴,也会减少接近和互动,并更多出现身体前伸、后部保持距离的警戒姿势。这说明变化能够泛化到新的社交对象。同期开放场中的运动和焦虑样指标没有出现相同的显著改变,提示这组行为变化有其情境特点。
研究首先记录基底前脑的神经放电。社交接近时,有的细胞活动增加,有的下降,也有许多没有明显改变。条件化小鼠中,活动增加的细胞比例高于未条件化组,整体平均放电也更高。基底前脑的参与,由此首先表现为群体组成和响应水平的改变。
来源:Wang J et al. · Nature communications · CC BY
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谷氨酸能群体,呈现更明显的响应
基底前脑包含多种细胞类型。进一步区分后,谷氨酸能群体在社交恐惧表达时呈现明显钙信号响应,与调查空笼时的反应形成差别。光学标记结合单细胞记录,又让这一线索落实到可识别的谷氨酸能细胞上。
在受测谷氨酸能细胞中,社交互动时放电增加的比例,从未条件化组的约10%升至条件化组的约43%。平均放电及相对基线的变化也更高。比例上升意味着更多相关细胞参与响应,同时仍有不少细胞保持不变或出现下降,保留了群体内部的多样性。
来源:Wang J et al. · Nature communications · CC BY
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减弱细胞活动,接近行为随之增加
抑制基底前脑谷氨酸能细胞后,条件化小鼠在社交区域停留更久,接近次数和单次调查时长增加,警戒姿势减少。这个比较中的接近速度没有达到显著差异,开放场运动及相关焦虑样指标也未显著改变。行为改善因此呈现出具体的指标组合。
另一种抑制方式也获得了相近的社交结果。在没有经历恐惧条件化的小鼠中,抑制并未同样增加社交指标。细胞作用因动物的经历而呈现差别,提示它们与恐惧状态下的社交表达有关。对其他细胞类型的比较,也没有出现相同的社交改善模式。
来源:Wang J et al. · Nature communications · CC BY
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同一脑区的输出,可以走向不同下游
基底前脑的谷氨酸能输出能够抵达外侧缰核和腹侧被盖区。脑片记录显示,两处都能接收来自这群细胞的兴奋性突触输入。存在连接,为信息传递提供了基础,但要知道社交恐惧时究竟哪一条更活跃,还需要比较状态变化。
外侧缰核常与负性情绪及厌恶处理相联系,腹侧被盖区则参与多种动机过程。两处都与情绪相关,却并不意味着基底前脑通过它们执行相同功能。研究于是按投射去向进一步区分上游细胞,比较各自的社交响应。
来源:Wang J et al. · Nature communications · CC BY
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社交恐惧时,缰核投射群体更活跃
投射追踪显示,通向外侧缰核与通向腹侧被盖区的基底前脑细胞大多分开,少部分同时关联两处。比较同一动物条件化前后的记录,外侧缰核投射群体在社交时的钙信号峰值增加,腹侧被盖区投射群体则未见同样的显著变化。
相应末梢活动的记录也支持这种差别。不同投射群体拥有不同的状态响应,让基底前脑从一个笼统的脑区,进一步分化为功能有所区别的输出网络。社交恐惧相关的增强,在这里更明显地落到外侧缰核这一方向上。
来源:Wang J et al. · Nature communications · CC BY
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减弱缰核方向的输入,回避随之减少
当基底前脑谷氨酸能细胞在外侧缰核的末梢受到抑制,条件化小鼠在社交区域的停留和接近次数增加,接近速度提高,警戒姿势减少;单次调查时长的组间差异未达到显著水平。没有经历条件化的动物,没有出现相同的社交改变。
抑制通向腹侧被盖区的相应投射,没有获得同样的显著改善。另一方面,在已经条件化的小鼠中,额外激活通向外侧缰核的投射,也没有让恐惧指标进一步显著恶化。回路的作用与原有状态相互关联,增强和减弱并不是简单对称的结果。
来源:Wang J et al. · Nature communications · CC BY
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变化更多落在连接上,而非基础兴奋性
行为时活动更强,不一定意味着细胞在任何条件下都更容易兴奋。脑片中,条件化组与对照组的静息电位、膜电阻及诱发放电数量没有显著差异。相比之下,基底前脑至外侧缰核突触的AMPA/NMDA电流比值升高,配对脉冲比值降低,提示突触前后环节都可能参与连接增强。
从社交时的细胞响应,到特定投射的行为作用,再到突触连接的变化,这项研究为社交恐惧表达勾勒出一条具体线索。它解释的是雄性小鼠特定经历后的行为调节,尚未确定人类社交恐惧的治疗效果。哪些上游信息塑造这条联系,外侧缰核再通过何种下游影响行为,也仍是值得追踪的问题。
来源:Wang J et al. · Nature communications · CC BY
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