科普文章:
动物(包括人类)都表现出各种各样的行为。研究这些行为背后的神经机理是当前或今后很长时间的研究热点之一。目前,关于大脑哺育后代行为的神经机制,主要都集中于大脑下丘脑的中部视前区(medial preoptic area,MPOA)。但是,MPOA上游信息知之甚少。
利用光遗传学操控特定神经元活性技术,我们发现激活雌鼠中部杏仁核MeA GABA能神经元能够诱导强烈、实时的育儿行为,而激活MeA谷氨酸能神经元则不能够诱导这种行为。这个发现,打破了利用传统技术发现的MeA参与杀婴行为的结论。与雌鼠行为相反,激活雄鼠MeA GABA能神经元能够诱导强烈的、实时的杀婴行为。这些实验表明,大脑MeA在育儿和杀婴行为上表现出雌雄二态性,极大地丰富和完善了大脑控制社交行为的神经网络。接下来,我们发现,MeA GABA能神经元的激活程度在表现出育儿行为的雄鼠中远低于其在表现出杀婴行为的雄鼠中。有趣的是,当我们用不同刺激强度模拟体内神经元活动大小时,我们发现用较弱的刺激能诱导雄鼠育儿行为,而用较强的刺激能够诱导雄鼠杀婴行为。因此,研究同一脑区同一类神经元是如何控制动物的不同行为的神经机制,可能是未来研究行为的细胞层面上机制的一个重要方向和值得思考的科学问题。为了更好地理解MeA控制雌雄行为差异的分子机制,运用单细胞RNA测序方法来研究雌雄动物MeA神经元基因的表达谱,发现MeA GABA能神经元表达多个雌雄差异的基因。研究这些雌雄差异的单个基因或基因网络是如何控制雌雄个体行为上表现出的差异性是未来重要和急迫的研究方向。
综上,此研究具有重要的科学意义:(1)在理论和概念方面,我们发现了大脑MeA在哺育后代和杀婴行为上全新功能,为我们更好地理解社交行为的环路机制和雌雄差异的分子机制提供了理论支持;(2)在研究框架和临床指导方面,很多精神疾病的发病,具有性别差异性。这项工作为今后继续研究大脑性别差异的机理提供了研究范式。