科学家们将老鼠的社交能力与特定的大脑回路联系起来

根据斯坦福大学医学院的一项研究，当研究人员在动物大脑的某个部分触发特定信号物质血清素的释放时，自闭症谱系障碍小鼠模型的社会行为正常化。

精神病学和行为科学教授兼副主席、医学博士罗伯特·马伦卡(Robert Malenka)说:“这表明，以前研究不足的大脑机制导致人们无法从社交互动中获得快乐。”

人们对社交能力和社交缺陷背后的大脑机制知之甚少，这使得寻找自闭症谱系障碍、精神分裂症和其他至少在一定程度上以社交退缩为特征的神经精神障碍的有效治疗方法的努力复杂化。在这项研究中，实验操作在大脑的某个区域引发了血清素的大量释放老鼠的大脑叫做伏隔核．Malenka说，在这一区域发现的激活特定亚型血清素受体的药物可以证明在改善这些神经精神障碍的社会缺陷方面有治疗作用。

精神病学和行为科学南希·弗里德·普利兹克教授马伦卡是这项研究的资深作者，其研究结果将于8月8日在线发表自然．第一作者是博士后学者杰西卡·沃尔什博士。

有一种叫做选择性血清素再摄取抑制剂(SSRIs)的药物，可以提高大脑中的整体血清素水平。但这些广泛使用的抗抑郁药需要数周才能产生治疗效果，有时根本不起作用，甚至最终失效。他们还没有表现出反击的功效自闭症谱系障碍美国的社会缺陷。

“把水龙头开到最大流量”

Malenka说:“SSRIs增加血清素水平的作用相当于适度漏水的水龙头。”“我们在老鼠身上做的这一系列实验更像是把水龙头打开到最大流量。”研究人员还测试了突然完全关掉水龙头对老鼠社交能力的影响。

伏隔核是所有哺乳动物都有的中脑结构，是大脑奖赏回路的关键枢纽，奖赏回路是大脑区域的集合，这些区域的网络活动使我们对已经做过或正在做的事情感觉良好。这反过来又指导我们做更多的事情。

马伦卡说:“进化已经确保了某些对生存很重要的行为——进食、寻找配偶、繁殖、成功逃离捕食者或被囚禁——感觉很棒。”

在大多数哺乳动物中，社会互动也会触发奖励回路。“从进化生存的角度来看，和你的朋友出去玩是有意义的，”马伦卡说。“你更有可能找到伴侣，不太可能被攻击。”但患有自闭症谱系障碍的人不容易与他人互动。他们似乎没有像没有这些疾病的人那样体验到同样的奖励感。

在这项新研究中，科学家们进行了实验，确定了伏隔核中血清素释放与小鼠社交活动的相关性。

“老鼠可不是小人类，”马伦卡说。“我们不能问他们对自己的社交生活感觉如何。但它们提供了对人类大脑的深入了解。它们对于研究支配社会行为的相对原始机制非常有用。例如，如果某件事让一只老鼠想要花更多时间与它的伙伴在一起，那么这件事对老鼠来说可能很有趣。”

用光控制细胞信号

科学家们将编码光敏蛋白的基因插入老鼠大脑中的神经细胞组中。科学家们现在可以通过植入动物大脑的光纤传递激光，刺激这些神经细胞发出脉冲，或者抑制它们发出脉冲。

首先，马伦卡和他的同事们使大脑中另一个叫做中缝背的区域的神经细胞对光敏感。这种结构是大脑中血清素的主要来源，它将神经细胞投射到大脑的许多区域，包括伏隔核。然后，科学家们把老鼠放在它们可以选择社交或不社交的环境中。激活中缝背的神经细胞使老鼠更善于交际。

接下来，对一些小鼠进行生物工程改造，使只有从中缝背到伏隔核的分泌血清素的神经细胞对光有反应。科学家们将激光聚焦在伏隔核上，只让那里分泌血清素的神经细胞释放出这种物质，并诱导出同样的社交能力增强。这一实验步骤排除了来自中缝背的其他类型神经细胞的累及。

但是激活这个回路并没有使老鼠更倾向于四处走动或探索无生命的物体，也没有增加它们对食物的兴趣。马伦卡说，伏隔核中血清素的释放似乎只会加强动物的社会行为，这使得模仿或增强这种局部释放的潜在药物不太可能产生不必要的行为，如吸毒成瘾、暴饮暴食和过度赌博。

抑制而不是激活伏隔核中血清素的释放，极大地降低了正常友好小鼠的社交能力。这表明伏隔核中血清素的释放在小鼠的正常社会行为中起着重要作用。

为了探索伏隔核中血清素释放电路缺陷与神经精神社会缺陷之间的可能联系，科学家们将注意力集中在已知的10多种血清素受体亚型中的一种。这种亚型被称为5HT-1b，是伏隔核中发现的一种主要亚型。针对5HT-1b的药物可能比具有一般血清素回路效应的药物产生更少的副作用。

Malenka的小组接下来转向了自闭症小鼠模型。科学家们从这些小鼠的染色体中删除了一段特定的遗传物质，以模拟人类中实际上相同的遗传缺失，这种缺失占所有临床诊断的自闭症谱系障碍病例的1%左右。在小鼠实验中，无论是在整个大脑的神经细胞中删除这种DNA，还是只在中缝背侧分泌血清素的神经细胞中删除这种DNA，都会导致小鼠的社交缺陷，这种缺陷类似于人类的社交缺陷。

研究人员发现，这种突变显著削弱了起源于中缝背的神经细胞的血清素分泌活性，在某种程度上让人联想到直接抑制产生血清素分泌的神经细胞社会缺陷在正常小鼠中。用光直接作用于它们神经细胞发布5 -羟色胺在伏隔核中，研究人员可以在自闭症小鼠模型中恢复正常的社会行为。他们还能够通过注入一种直接靶向并激活大脑5HT-1b受体的药物来恢复正常的社交能力核这一结果表明，类似的药物可能对治疗伏隔核有益社会行为赤字。

马伦卡对研究结果的一致性和强度表示惊讶。“就算我自己编出来，也不会比这更好了，”他说。“通常你会看到一些变化——一些老鼠的头发很糟糕，另一些则很好。这一次，我们在测试的几乎每只动物身上都得到了类似的结果。”

马伦卡是斯坦福神经科学研究所的副所长，也是斯坦福Bio-X的成员。