朋友还是敌人?老鼠是如何决定做爱或打仗的
如果狗主人的宠物在散步时遇到了狗，他们就会知道狗狗会立即嗅探狗狗的气味。最初，狗主人无法判断他们的狗狗是否会打架、玩耍或试图骑在对方身上。很明显，狗的大脑中发生了一些事情，使它决定如何对待其他狗——但是到底发生了什么呢?
加州理工学院的一项新研究在老鼠身上研究了这个问题:也就是说，一只雄性老鼠嗅出了一只新遇到的同伴，它是如何决定是做爱还是战争——或者两者都不做，只关心自己的事情?研究表明神经回路它将关于另一只老鼠性别的嗅觉信息与大脑的决策点联系起来老鼠大脑这决定了它的行为。
该研究由博士后学者杨斌(博士。’22)和Tomomi Karigo，并在David Anderson的实验室进行，Seymour Benzer生物学教授，天桥和Chrissy Chen神经科学研究所领导主席，霍华德休斯医学研究所研究员，天桥和Chrissy Chen神经科学研究所主任。一篇描述这一发现的论文发表在该杂志的网上自然8月3日。
“了解一只老鼠如何选择是否与同伴交配或打架，代表了大脑中最基本的决策过程，可以作为更复杂的决策过程的模型，甚至可以在我们自己的大脑中，”安德森说。
当遇到另一只老鼠时，雄性老鼠的大脑必须通过回答两个关于新动物的问题来决定如何表现:“它是什么?”和“我该怎么做?”要回答这些问题，需要大脑解码其他动物的性别身份，并将这种性别密码转化为行动计划。
这个过程发生在电活动——在老鼠的鼻子里被雄性或雌性的气味触发——通过一系列的结构或节点流入大脑，直到到达一个决定点，控制行为的选择:交配或战斗。问题是要理解在这个过程中每个节点在做什么，以及它们如何执行它们的功能。
此前已知，对另一只老鼠性别身份的最初解码发生在一个名为内侧杏仁核的节点上，该节点接收来自嗅觉系统的输入。人们还知道，在这个回路的“下游”，交配或打架行为是由下丘脑的两个节点控制的，分别称为MPOA和VMHvl。但在杏仁核和下丘脑之间有一个神秘的节点，叫做“终纹床核”(BNST)。BNST是做什么的，它是怎么做的?
早期的研究表明，如果神经元在BNST中被杀死或电沉默，雄鼠遇到雌鼠时不能从嗅嗅过渡到爬上，而遇到雄鼠时不能从嗅嗅过渡到攻击。这些发现表明，BNST是一种闸门，控制着老鼠的性别身份(最初由杏仁核解码)是否被用来驱动启动或攻击。但大脑的“大门”究竟是如何打开的呢?
为了回答这个问题，杨和他的团队在一只雄性老鼠与另一只老鼠(雄性或雌性)互动时，将微型显微镜附着在一只雄性老鼠的头上，观察了BNST中的神经元活动。的雄性老鼠都是经过基因改造的吗单个神经元激活时发光，显微镜检测到这些精确的闪光。问题是哪些神经元是活跃的，它们做什么?研究小组发现，在终床纹床上有两种类型的神经元:一种是优先对雌性老鼠做出反应(雌性调音)，另一种是优先对雄性老鼠做出反应(雄性调音)。有趣的是，在终床床区，女性调节神经元的数量几乎是男性调节神经元的两倍，就像杏仁核中的神经元一样。这表明，杏仁核的性别识别编码被转导到终纹床核，并映射到其神经元上。
雌性响应神经元的优势也在MPOA中被观察到，MPOA位于BNST的下游，控制着雄性的交配行为。很明显，整个回路似乎都优先对女性做出反应。这个规则的一个例外是VMHvl，控制雄性间攻击的节点。在这种结构中，男性调谐神经元的数量大约是女性调谐神经元的2比1——这与在其他电路节点中看到的相反。显然，VMHvl就像一个由男性反应主导的神经元组成的岛屿，而周围的回路海洋则由女性反应主导。
为了了解这种性别调节优势的反转是如何在VMHvl中发生的，Yang接下来研究了该节点的神经元活动模式是如何通过沉默BNST中的神经元而改变的。令人惊讶的是，他发现当BNST神经元被关闭时，VMHvl中雄性调优神经元的主导作用被翻转为雌性主导反应，就像在MPOA和BNST中观察到的那样。这也许可以解释为什么抑制终床期神经阻滞向攻击的过渡:VMHvl中不再有足够的雄性调节神经元来充分激活该区域以产生攻击。
相比之下，在MPOA的情况下，当BNST神经元沉默时，雌性调优神经元与雄性调优神经元的比例没有明显变化。然而，仔细观察与雌性互动时MPOA中的神经元活动发现，当雄性从嗅嗅过渡到坐骑时，不同的神经元按顺序被激活。在嗅探过程中，一组神经元是活跃的，但当动物开始坐骑时，该组神经元被关闭，另一组MPOA神经元开始活跃。然而，当BNST神经元被沉默时，“嗅闻”神经元继续活跃，而“安装”神经元从未打开。
因此，BNST神经元需要“打开”一个神经门，允许从嗅嗅到爬上(对雌性)，或攻击(对雄性)的过渡。然而，出乎意料的是，它使用不同的机制来控制这个门的攻击和安装。在攻击的情况下，BNST通过数量控制起作用:它确保VMHvl中有足够数量的雄性选择神经元活跃，以达到攻击的阈值。在安装的情况下，BNST通过质量控制:确保MPOA中的嗅调神经元被关闭，并被挂载调优神经元所取代。
杨说:“这些研究开始阐明一个基本问题，即大脑如何将物体身份的神经表征转化为执行特定行为的决定。”“未来的研究应该有助于揭示这种转化是如何在特定突触水平上实现的。”
这篇论文的题目是“社会行为网络中的神经表征的转换”。
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