近日，Neuron在線發(fā)表題為《特異性感知與攻擊行為相關的同物種雄性信息的下丘腦神經(jīng)元》的研究論文。該研究由中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學研究所）、上海腦科學與類腦研究中心、神經(jīng)科學國家重點實驗室許曉鴻研究組完成。該研究利用鈣信號記錄、化學遺傳操縱及腦片電生理等技術，解析下丘腦腹側(cè)乳頭體前核通過整合嗅覺信息，特異性地編碼同物種雄性信息，進而調(diào)控小鼠攻擊行為的細胞及神經(jīng)環(huán)路機制。

本能社會行為對于種群繁衍至關重要。在行為產(chǎn)生之前，動物需要整合感覺信息，判斷同物種個體的性別，進一步表現(xiàn)出合適的行為。例如，雄性對雌性表現(xiàn)出求偶動作；而對其他雄性則發(fā)動攻擊。以往研究發(fā)現(xiàn)，當嗅覺感知的器官——犁鼻器被破壞后，雄性小鼠喪失攻擊行為，且對雄性和雌性同類都表現(xiàn)出求偶動作。這表明小鼠對于同物種的性別判斷主要依賴于嗅覺信息。雖然已有研究表明下丘腦內(nèi)特定核團驅(qū)動攻擊行為和求偶行為的發(fā)生，但是對于這些核團在生理條件下是如何整合來自嗅覺系統(tǒng)的性別信息，并進一步指導行為發(fā)生的神經(jīng)機制，尚不清楚。

利用鈣信號記錄系統(tǒng)，許曉鴻研究組發(fā)現(xiàn)腹側(cè)乳頭體前核表達多巴胺轉(zhuǎn)運體的神經(jīng)細胞（PMv^DAT）在小鼠嗅聞成年雄鼠尿液時強烈響應，而對于去勢雄鼠、雌鼠、幼鼠以及大鼠的尿液反應很小。當利用藥理遺傳學方法抑制PMv^DAT神經(jīng)細胞時，雄性小鼠失去對于雄鼠尿液的辨識能力，相應的，對于雄性入侵者的攻擊行為也顯著下降；而激活這群PMv^DAT細胞則增加對雄性小鼠的攻擊。進一步，研究組利用陽離子通道（Trpc2）基因敲除小鼠，破壞犁鼻器的嗅覺信號傳遞，發(fā)現(xiàn)在基因敲除的雄性小鼠中，PMv^DAT細胞對于雄性小鼠尿液的反應顯著降低，說明PMv^DAT細胞整合來自犁鼻器的嗅覺信息。利用病毒示蹤，鈣信號記錄和藥理遺傳學方法，研究組發(fā)現(xiàn)并證實來自犁鼻器的雄性小鼠尿液信號通過腹側(cè)終紋床核傳遞到PMv^DAT細胞。研究表明，PMv^DAT細胞特異性地編碼同類雄性信息，并進一步指導行為的發(fā)生。該研究解析雄性動物相關信息傳輸至下丘腦并引起攻擊行為的細胞和環(huán)路機制，為進一步研究性別特異性嗅覺信息處理、性別特異性行為的調(diào)控以及性別感知和意識的神經(jīng)基礎奠定了基礎。

該研究在腦智卓越中心研究員許曉鴻的指導下，主要由博士研究生陳愛曉完成，實驗室成員嚴晶晶、張雯、王蕾等做出貢獻。研究得到腦智卓越中心研究員竺淑佳，竺淑佳實驗室管家宋楠及研究員徐春的支持。研究工作得到中科院、國家自然科學基金委以及上海市的資助。

處理嗅覺信息并調(diào)節(jié)雄性攻擊行為的神經(jīng)環(huán)路