当雄性小鼠感知到来自另一只雄性的领地威胁时，它会本能地对入侵者做出攻击反应。然而，当同一只小鼠探测到一只性成熟的雌性时，它的反应往往是交配尝试，而不是攻击。这些信息可能都始于另一只小鼠的气味和视觉。但是，小鼠大脑是如何区分合适的社交反应的选项呢？
研究已经确定了下丘脑区域中的两个区域参与了小鼠的攻击和交配反应。然而，下丘脑只是一个回路中的一个站点，该回路传递开启这些社交行为的内部信号。在7月27日发表在《自然神经科学》上的结果中，研究人员表明，大脑区域杏仁核中的另外两个细胞群会发出投射，即轴突，到两个目标下丘脑区域，并可以根据情况将其打开或关闭。
该研究揭示了杏仁核在调节小鼠大脑中攻击和交配行为的“社交回路”中非常重要。“看到后杏仁核中的这两个细胞群似乎在控制攻击和交配行为方面发挥着很大程度上不重叠的作用，这很有意思，”加州理工学院陈天桥雒芊芊脑科学研究所所长、神经科学家大卫·安德森 (David Anderson) 说，他没有参与这项工作。然而，对于某些实验，“控制攻击的投射数据比控制性行为的投射数据要强得多，”他说。
支持科学新闻报道
如果您喜欢这篇文章，请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。购买订阅可以帮助确保有关当今塑造我们世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。
此前的研究已经表明，这两个下丘脑区域都与雄性和雌性小鼠的攻击和性行为有关。其中一个区域，即视前内侧核 (MPN)，与性行为有关——通常雄性是爬跨，雌性是抬高后躯。第二个区域——笨拙地称为下丘脑腹内侧的腹外侧部分，或 VMHvl——与攻击有关。
在早期的研究中，抑制或完全禁用这些下丘脑区域会减少小鼠的性行为和攻击行为。但是，一个悬而未决的问题是，激发而不是抑制这些下丘脑细胞的开关的位置在哪里。
在这项新的研究中，纽约大学朗格尼健康神经科学研究所的博士后研究员山口隆 (Takashi Yamaguchi) 和他的同事表明，在后杏仁核中，两个不同的细胞群会接收传入的感官信号，并激发适当的下丘脑目标。
为了确定这些连接，研究人员首先使用示踪剂来回溯下丘脑和后杏仁核之间的神经连接。他们检测到 VMHvl 连接回溯到一个细胞群，而 MPN 连接回溯到另一个不同的细胞群。在另一个方向上，科学家们表明，刺激这些单独的后杏仁核细胞群会触发兴奋信号，这些信号直接发送到其单独的 VMHvl 和 MPN 目标。
在行为研究中，研究小组发现，在交配过程中，这种兴奋在投射到 MPN 的后杏仁核神经元中全面展开。并且，在雄性之间的攻击过程中，通往 VMHvl 的神经元中兴奋增加。此外，刺激这些不同的后杏仁核细胞群会增强相关的行为：雄性小鼠甚至会尝试与不接受的雌性交配，并对雄性和雌性都表现出攻击性。
为了观察当这些细胞群不发挥作用时小鼠的行为，研究人员使用了不同的技术来消除它们的活动。后杏仁核细胞向 MPN 的投射消失意味着雄性小鼠的性活动几乎完全停止。但是，向 VMHvl 的投射缺失会产生更复杂的结果：小鼠的攻击性下降了，但它们也表现出有些减弱的性热情。
安德森说，性行为产生溢出效应的一个原因可能是后杏仁核投射到许多其他结构，而这些结构又与 MPN 连接。他说，这些交配效应是源于直接还是间接投射到其他区域目标，还需要进一步研究。
除了这种重叠效应的暗示之外，后杏仁核的两个区域还有一个共同的特征：它们都具有高水平的与雌激素相互作用的蛋白质。这种雌激素受体的存在表明类固醇激素在这些交流中起着作用，尽管山口和他的同事没有探讨激素因素。
“这是一个关键问题，”山口说，他是这项新研究的第一作者。连接下丘脑和杏仁核的回路中的其他细胞也会产生一种将睾酮转化为雌激素的酶，他推测这种转化可能很重要。安德森说，它已经与睾酮对小鼠攻击性的一些相关影响有关。
安德森小组的一项不相关的研究，以预印本形式发布，尚未经过同行评审，也重点关注了 VMHvl。该团队发现，在基因相同的雄性小鼠中反复开启这些细胞可以使大多数动物表现出增强的攻击性。但是，大约四分之一的小鼠对这种攻击训练没有反应。然而，通过睾酮治疗，这些非攻击性动物变得具有攻击性。安德森说，这种与被认为受强大基因控制的大脑区域相关的特性的可塑性“涉及攻击性和先天与后天之间个体差异的整体问题”。
这些研究侧重于雄性，但这并不一定意味着这些细胞群在雌性中会有不同的影响，特拉维夫大学心理科学学院教授、《性别马赛克：超越男性和女性大脑的神话》的合著者达芙娜·乔尔 (Daphna Joel) 说。将性和攻击性行为视为“男性”或“女性”可能存在问题，因为它们并没有在两者之间形成清晰的界限，她说。雄性和雌性小鼠可以表现出相同的行为，“即使它们的频率差异很大”。乔尔指出，雌性也可以攻击其他小鼠或试图爬跨它们。“雄性和雌性都具有所有行为的‘神经机制’，”她说。
山口说，早期对雌性小鼠的研究表明，在后杏仁核区域中，“细胞数量和结构与雄性几乎相同”。在雌性中，投射到 VMHvl 的两个区域的后杏仁核的两个区域影响了攻击和性行为。
这些发现还引发了一个问题，即它们是否适用于人类。乔尔说，此类研究的一个局限性在于，它们通常依赖于受控实验室条件下的单一小鼠品系。她补充说，这些控制对于这种规模和复杂性的研究非常重要，但“人们常常急于概括不仅跨越其他品系和条件，而且跨越物种”，包括人类。事实上，乔尔说，人类之间的任何性别差异都会比实验室动物的差异更小。