直播回顾 | Nature顶级研究揭秘，杏仁核皮质区神经元如何调控欲求与满欲阶段的转换

2025-04-11 09:45:14 1007阅读次数

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3月25日，瑞沃德邀请中国科学院生物物理研究所李龙教授作为主讲嘉宾举办线上学术讲座。李教授深耕神经科学领域，曾任纽约西奈山伊坎医学院讲师，主要从事社会压力导致抑郁症的神经环路基础研究，相关研究成果已发表在Nature、Nature Neuroscience 等期刊。

本次讲座李龙教授分享了他近期发表在Nature期刊上关于对小鼠攻击行为机制研究的成果，揭示攻击行为欲求阶段和满欲阶段之间过渡的神经机制，为理解攻击行为的神经基础提供新视角。

以下为本次直播的精华内容回顾——

攻击行为的研究背景

攻击行为是人类及动物界普遍存在的行为模式，涉及个体的生存、领地防御、社会竞争等方面。虽然人类社会的暴力犯罪率因法律和道德约束较低，但现实生活中仍然存在广泛的攻击行为，如校园霸凌、家庭暴力、网络暴力，以及某些精神疾病患者的暴力倾向，如自闭症、注意缺陷多动障碍。攻击行为是研究大脑与行为关系的良好范式，受环境等变量诱发或抑制，进化过程高度保守，控制攻击行为的脑区类似，可进行跨物种比较。

攻击行为的分类

研究人员通常将攻击行为划分为两大类：

反应性攻击（Reactive Aggression）：

由外界刺激（如威胁、挑衅）引发的防御性攻击。

典型表现：愤怒驱动、冲动性强，例如人与人之间的争吵或斗殴。

主动性攻击（Proactive Aggression）：

具有明确目标的攻击，如捕食、领地争夺等。

典型表现：计划性强，冷静执行，例如猎豹狩猎羚羊。

在主动性攻击中，欲求攻击（Appetitive Aggression）是一个特殊类别，它的核心特征是：

攻击行为本身带来愉悦感，而非攻击的结果（如食物获取）。

攻击性行为会随着经验增加而自我强化，个体可能主动寻求攻击的机会。

欲求攻击实验范式及结果

小鼠攻击实验

（Resident-Intruder Test）

实验设计：

让一只“小黑鼠”（Male C57）与一只“小白鼠”（Swiss Webster mice）共处一个实验笼，观察其攻击行为。

部分小白鼠表现出高度攻击性，并且随着实验次数增加，其攻击行为会变得更加频繁。

研究发现：

高攻击性小鼠会在没有明显威胁的情况下主动发起攻击。

这些小鼠在攻击成功后表现出高度兴奋状态，提示攻击可能具有奖赏效应。

条件性位置偏好实验

（Conditioned Place Preference，CPP）

实验设计：

将小鼠放入不同环境，一部分环境中允许小鼠进行攻击，而另一部分环境不允许。

观察小鼠是否更倾向选择攻击发生过的环境。

研究发现：

高攻击性小鼠会更倾向于停留在曾经发生攻击行为的环境。

这进一步支持了攻击行为具有自我强化的特性，即小鼠可能会主动寻求攻击机会。

操作条件实验

（Operant Conditioning, 改造斯金纳箱实验）

实验设计：

让小白鼠通过按压杠杆的方式来引入新的“小黑鼠”进入笼中，观察小鼠是否会主动选择攻击机会。

研究发现：

高攻击性小鼠会频繁按压杠杆，以获得更多攻击机会，这是欲求攻击非常强的证据。

实验研究表明，小鼠确实存在欲求攻击行为。

调控欲求攻击的脑区

关键脑区：杏仁核皮质区（COApl）

研究发现，在小鼠的杏仁核皮质区（Posterior Cortical Amygdala (COApl）中，有一群特定的神经元在攻击行为发生时高度活跃。

研究团队聚焦于COA脑区，探究其内调控欲求攻击的特定神经元。此前，David J. Anderson实验室已发现下丘脑腹内侧核（VMHvl）的ESR1（雌激素受体α）神经元是攻击行为的“启动核心”。基于此，团队检测了COA中是否同样存在此类神经元，并验证其功能：

验证方法：

方法一：神经元或脑区在行为发生时是活跃的有发放的（如c-Fos表达增加）。

方法二：调控这些神经元的时候，对应的行为发生改变，如激活/抑制神经元可直接增加或降低行为（基于光遗传学或化学遗传学实验）。

结果：

通过染色技术（如c-Fos标记）证实COApl内ESR1神经元在攻击行为中高度活跃。

通过光纤记录和化学遗传学方法进行研究，发现COApl内ESR1神经元在攻击前有大量发放，抑制该神经元会降低攻击行为、增加社交行为。

COA与其他攻击相关脑区的关系

研究人员检测了COA和VMH在攻击行为中的神经活动同步性，发现COA脑区可能是VMH（腹内侧下丘脑）的上游调控区域，进一步支持其在攻击调控网络中的重要作用。

Q&A

Q1：这种攻击行为具有性别差异吗？年龄对攻击行为有影响吗？

A1：①有性别差异。雄性和雌性的攻击性不太一样，且ESR1神经元是雌激素受体（Estrogen receptor），牵涉到此类受体的，雄雌差异更大。此外，本文研究的COAplEsr1神经元非常特别，雄鼠里面的雌激素受体神经元负责攻击行为，在雌性中不负责攻击行为，而是负责社交行为。②年龄是对攻击行为有直接影响，一般情况下成年的、有性经历的，其的攻击行为会显著增加。

Q2：钙成像和光遗传联合的closed-loop，是基于本研究中的神经元几乎只响应欲求攻击这一行为吗，还是此时也需要同时考虑行为识别的结果？

A2：某种特殊行为，可以全程用此类closed-loop，但如果还响应其他的刺激的话，最好是能再结合其他行为识别，如识别两只小鼠之间的距离，再结合钙信号的发放，同时对光遗传设备进行信号的输入（即触发光遗传即时进行调控），检验最终结果。

Q3：本研究中，研究攻击行为时选择了狐狸尿液，花生这类气味作对照，选择这类气味的原因是什么，为什么不选择其他气味？

A3：COApl接受主嗅球的投射，主嗅球接受嗅上皮的输入，经典理论认为嗅上皮负责自然的气味输入。因此本研究选择自然环境就有的气味，如狐狸尿液、花生等。

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