攻擊行為如何被大腦控制?科學家在小鼠大腦中發現“調節開關”

發布時間:2020-04-27

攻擊行為是大多數動物重要的本能行為之一,也是躁狂癥、雙相情感障礙等精神疾病的重要表現形式。深入研究攻擊行為發生的神經機制,可為病理性攻擊行為提供新的治療思路。

由中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心(神經科學研究所)、上海腦科學與類腦研究中心、神經科學國家重點實驗室許曉鴻研究組完成的一項最新研究,在小鼠大腦中發現了攻擊行為的“調節開關”。

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4月24日,許曉鴻研究員在辦公室介紹最新科研成果。 新華社記者 張建松 攝

據許曉鴻研究員介紹,小鼠感知外界入侵者的刺激后,從調整自身狀態,到最終輸出攻擊行為,整個過程需要大腦內一系列“核團”的參與。其中,主要以“下丘腦腹內側核”為核心,其他腦區與其形成直接或間接的連接,參與攻擊行為的發生。

大腦結構分為皮層和皮層下結構。由于“下丘腦腹內側核”屬于皮層下結構,此前科學家對攻擊行為的相關研究,也主要集中在皮層下結構,對大腦皮層中是否有與攻擊行為相關的神經機制研究甚少。

在中國科學院、國家自然科學基金委員會以及上海市相關項目的支持下,許曉鴻帶領查茜、王蕾等研究組成員,對小鼠大腦皮層在攻擊行為中的神經機制,進行了深入研究。

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4月24日,許曉鴻研究組成員查茜在實驗室對小鼠開展科研工作。 新華社記者 張建松 攝

研究人員以“Vglut1”分子作為小鼠大腦皮層的分子標記物,從“下丘腦腹內側核”溯源而上。結果,在小鼠大腦皮層的后杏仁核區域,發現了一群Vglut1陽性神經元。在小鼠面對入侵者時,這群具有特異性的神經元活動水平越高,小鼠越容易發動攻擊行為。

此后,許曉鴻研究組采用了藥理遺傳學方法,進一步進行驗證。結果發現,激活小鼠大腦皮層后杏仁核區域的Vglut1陽性神經元,可以在低攻擊性小鼠中增加小鼠的攻擊性;而抑制該區域的Vglut1陽性神經元,則可以降低高攻擊性小鼠的攻擊行為。

“這項研究發現了大腦皮層中的Vglut1陽性神經元在小鼠攻擊行為中的重要作用;揭示了大腦皮層到下丘腦的直接投射,在小鼠攻擊行為‘門控’過程中的重要功能。”許曉鴻說,“這一神經機制,相當于在小鼠大腦中發現了攻擊行為的‘調節開關’。我們將在靈長類動物模型中進一步驗證,以最終為人類治療病理性精神疾病服務。”

相關研究論文近日在國際權威學術期刊《細胞報道》(Cell Reports)雜志在線發表。

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投射到下丘腦腹內側核的后杏仁核的Vglut1陽性神經元在攻擊行為門控功能的模型。后杏仁核的Vglut1神經元對下丘腦腹內側核形成興奮性投射,在攻擊行為范式中,其神經活動的強度與小鼠是否發動攻擊行為密切相關。

(來源:新華網)

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