2021年12月29日

发育中的鱼类大脑中的催产素决定了它们以后的社会行为

无论何时，当我们决定举办一场派对、邀请姻亲共进晚餐或踏上一次游轮之旅时，我们的动力都来自于社会行为中最基本的组成部分:与他人交往的欲望。考虑到在整个进化过程中，与自己物种的成员组成群体的动力一直是保守的，很明显，社会行为至少在某种程度上是由基因控制的。但我们的父母和老师会帮助我们磨练社交礼仪，因此，要区分先天和后天对这种行为的影响是很难的，甚至是不可能的。通过对斑马鱼的研究，魏茨曼科学研究所的研究人员与葡萄牙的科学家合作，成功解决了社会行为是如何在发育中的大脑中根深蒂固的部分谜题。

斑马鱼非常适合研究与生俱来的行为基础，因为它们没有从父母那里得到任何养育。魏茨曼大学分子细胞生物学和分子神经科学系的Gil Levkowitz教授解释说:“有些鱼类会照顾它们的幼鱼，但斑马鱼不会。”他与葡萄牙Gulbenkian de Ciência研究所的Rui F. Oliveira教授一起领导了这个研究团队。雌斑马鱼产卵数百个卵，这些卵由雄斑马鱼释放到水中的精子受精。她确实为她的后代提供了‘午餐盒’——蛋白质囊，或蛋黄，构成了鸡蛋的一部分，但除此之外，她给孩子们的信息是:自己处理。”

在大约四周大的时候，一厘米长的幼鱼，刚刚走出幼虫期，开始社交。虽然它们不像《海底总动员》(Finding Nemo)里的月鱼群那样同步，但它们确实表现出一种强烈的群体游动的倾向，这种群体被称为鱼群。就像人类一样，它们有寻求陪伴的动机;就它们而言，群体为它们提供了寻找食物、克服洋流、躲避捕食者和寻找配偶的优势。斑马鱼的浅滩行为需要对视觉和社交线索进行复杂的处理，这与人类社交时大脑中发生的过程非常相似。特别是，斑马鱼必须能够识别属于自己的、“友好的”其他鱼类，而不是不同的、更糟的是捕食性的物种。

学习如何社会行为随着斑马鱼的发育，研究人员决定将重点放在激素上催产素它是已知的最重要的神经化学物质之一，可以增强社会互动，包括联系。博士后Ana Rita Nunes博士和博士生Michael Gliksberg创建了一个系统来探索催产素对斑马鱼幼体发育中的大脑的影响。他们生产的转基因幼虫产生催产素神经元含有对抗生素致命敏感的细菌基因。然后，研究人员可以通过向水中添加抗生素，从发育不同阶段的幼体大脑中消除这些神经元，然后他们观察斑马鱼成年后的行为。

科学家们发现，早期大脑缺乏催产素的幼鱼——特别是在生命的前两周——成长为社交能力受损的成年鱼，即在鱼群中游泳的能力受损。尽管他们的大脑在晚年再生了催产素神经元，但这种能力并没有恢复。这意味着，成年人要有社会行为能力，他们的大脑必须在大脑发育的关键时间窗口期以某种方式由催产素组织，在此期间社会特征得以建立。

研究人员进一步发现了催产素促进大脑发育的机制。他们表明，产生催产素的神经元对另一种神经元的诞生至关重要，这种神经元会释放神经递质多巴胺，而多巴胺是调节奖励和动机的感觉。在出生后的前两周没有接触催产素的斑马鱼的大脑在两个不同的大脑区域中产生多巴胺的神经元数量减少，与这些神经元的连接数量也减少。

其中一个区域负责处理视觉刺激，这显然是识别潜在游泳伙伴所必需的那种。哺乳动物(包括人类)的大脑中有一个类似的区域，参与处理社交场合中的视觉线索。例如，它控制眼球运动，以特定的顺序扫描面部的不同元素，以破译面部表情。这种模式在自闭症患者中通常是不存在的，这表明他们的大脑对社交视觉线索的反应是不同的。另一个多巴胺缺乏的大脑区域斑马鱼类似于哺乳动物大脑中的一个主要奖励中心，它与社会互动的积极强化有关。