當(dāng)有人生病時(shí)，想盡可能遠(yuǎn)離他們是很自然的。根據(jù)麻省理工學(xué)院的一項(xiàng)研究，事實(shí)證明這對老鼠也是如此，該研究還確定了負(fù)責(zé)這種疏遠(yuǎn)行為的大腦回路。

 

麻省理工學(xué)院皮考爾學(xué)習(xí)與記憶研究所的研究人員在一項(xiàng)探索其他情況下強(qiáng)大的本能如何在某些情況下被推翻的研究中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)雄性小鼠遇到表現(xiàn)出疾病跡象的雌性小鼠時(shí)，雄性與雌性的互動(dòng)很少，并且沒有做出任何反應(yīng)。嘗試像往常一樣與它們交配。研究人員還表明，這種行為是由杏仁核中的一個(gè)回路控制的，該回路檢測到生病動(dòng)物的獨(dú)特氣味并觸發(fā)警告信號以使其遠(yuǎn)離。

 

麻省理工學(xué)院大腦和認(rèn)知科學(xué)副教授、皮考爾研究所成員 Gloria Choi 說：“作為一個(gè)社區(qū)，動(dòng)物能夠在社交上與患病個(gè)體保持距離非常重要?！?“特別是在像老鼠這樣的物種中，交配是本能驅(qū)動(dòng)的，當(dāng)風(fēng)險(xiǎn)很高時(shí)，必須能夠擁有一種機(jī)制來關(guān)閉它?！?/p>

 

Choi 的實(shí)驗(yàn)室此前曾研究過疾病如何影響小鼠的行為和神經(jīng)發(fā)育，包括孕期母體疾病后自閉癥樣行為的發(fā)展。今天發(fā)表在《自然》雜志上的這項(xiàng)新研究是她首次揭示疾病如何影響健康人與患病者的互動(dòng)。

 

該論文的主要作者是麻省理工學(xué)院博士后 Jeong-Tae Kwon。該論文的其他作者包括萊瑟姆家庭職業(yè)發(fā)展神經(jīng)科學(xué)副教授、皮考爾研究所成員 Myriam Heiman 和 Heiman 實(shí)驗(yàn)室的博士后 Hyeseung Lee。

 

保持距離

 

對于老鼠和許多其他動(dòng)物，交配和打架等某些行為是天生的，這意味著當(dāng)存在某些刺激時(shí)，動(dòng)物會(huì)自動(dòng)參與其中。然而，有證據(jù)表明在某些情況下，這些行為可以被覆蓋，Choi 說。

 

“我們想看看當(dāng)動(dòng)物遇到同一物種的生病成員時(shí)，是否有一種大腦機(jī)制會(huì)調(diào)節(jié)這些先天的、自動(dòng)的社會(huì)行為，”她說。

 

先前的研究表明，小鼠可以區(qū)分健康小鼠和注射了一種叫做 LPS 的細(xì)菌成分的小鼠，這種成分在低劑量給藥時(shí)會(huì)引起輕度炎癥。這些研究表明，小鼠使用由犁鼻器官處理的氣味來識別患病個(gè)體。

 

為了探索小鼠在接觸患病動(dòng)物時(shí)是否會(huì)改變它們的先天行為，研究人員將雄性小鼠與健康雌性或表現(xiàn)出 LPS 誘導(dǎo)疾病跡象的雌性小鼠放在同一個(gè)籠子里。他們發(fā)現(xiàn)雄性與生病的雌性的接觸要少得多，也沒有努力去騎乘它們。

 

然后，研究人員試圖確定這種行為背后的大腦回路。處理信息素的犁鼻器官進(jìn)入杏仁核的一部分，稱為 COApm，麻省理工學(xué)院的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)該區(qū)域因注射了 LPS 的動(dòng)物而被激活。

 

進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)表明，COApm 中的活動(dòng)對于在生病的雌性存在時(shí)抑制雄性的交配行為是必要的。當(dāng) COApm 活動(dòng)關(guān)閉時(shí)，雄性會(huì)嘗試與生病的雌性交配。此外，人為刺激 COApm 抑制了雄性的交配行為，即使它們在健康的雌性周圍也是如此。

 

疾病行為

 

研究人員還表明，COApm 與杏仁核的另一部分稱為內(nèi)側(cè)杏仁核進(jìn)行通信，這種通信由一種稱為促甲狀腺激素釋放激素 (TRH) 的激素進(jìn)行，對于抑制交配行為是必要的。Choi 說，與 TRH 的聯(lián)系很有趣，因?yàn)榧谞钕俟δ苷系K與人類的抑郁和社交退縮有關(guān)。她現(xiàn)在計(jì)劃探索內(nèi)部因素（如精神狀態(tài)）可以改變 COApm 回路中的 TRH 水平以調(diào)節(jié)社會(huì)行為的可能性。

 

“這是我們未來試圖探索的事情：甲狀腺功能障礙與控制社會(huì)行為的杏仁核回路的調(diào)節(jié)之間是否存在聯(lián)系，”她說。

 

這項(xiàng)研究是 Choi 實(shí)驗(yàn)室研究神經(jīng)免疫相互作用在協(xié)調(diào)“疾病行為”中的作用的更大努力的一部分。例如，他們正在研究的一個(gè)領(lǐng)域是病原體是否可能試圖控制動(dòng)物的行為并刺激它們更多地社交，從而使病毒或細(xì)菌進(jìn)一步傳播。

 

“病原體也可能有能力利用免疫系統(tǒng)，包括細(xì)胞因子和其他分子，以相反的方式參與相同的回路，以促進(jìn)更多的參與，”Choi 說。“這是一個(gè)遙遠(yuǎn)但非常有趣和令人興奮的想法。我們想在網(wǎng)絡(luò)級別檢查宿主與病原體的相互作用，以了解宿主與病原體如何不同地利用相同的神經(jīng)免疫機(jī)制來分別控制或傳播社區(qū)內(nèi)的感染。例如，我們希望通過它們在社區(qū)內(nèi)的互動(dòng)來跟蹤生病的動(dòng)物，同時(shí)控制它們的免疫狀態(tài)并操縱它們的神經(jīng)回路?！?/p>

 

該研究由美國國家心理健康研究所、JPB 基金會(huì)、西蒙斯社會(huì)腦博士后獎(jiǎng)學(xué)金計(jì)劃中心和皮考爾獎(jiǎng)學(xué)金計(jì)劃資助。

https://news.mit.edu/2021/mice-sick-distance-brain-0331