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Science:鉴定出在移情期间小鼠前扣带回皮层中激活的神经回路
来源:     时间 : 2021-01-14

在一项新的研究中,来自美国斯坦福大学的Monique Smith、Naoyuki Asada和Robert Malenka发现,当看到其他小鼠的疼痛、恐惧和疼痛缓解时,小鼠大脑内变得活跃的某些部位中的神经回路。相关研究结果发表在2021年1月8日的Science期刊上,论文标题为“Anterior cingulate inputs to nucleus accumbens control the social transfer of pain and analgesia”。在这篇论文中,这三名研究人员描述了他们对在移情(empathy,也译为同理心或同感)过程中激活小鼠前扣带回皮层(anterior cingulate cortex, ACC)神经回路的研究,以及他们对这些神经回路的了解。针对这项研究,德国马克斯-普朗克神经生物学研究所的Alexandra Klein和Nadine Gogolla在同期Science期刊上发表了标题为“How mice feel each other's pain or fear”的观点类型文章。


图片来自Science, 2021, doi:10.1126/science.abe3040。

之前的研究已表明,许多动物都会对同伴产生某种形式的移情。举个例子,如果一只狗看到另一只狗在痛苦中,它有时会表现得好像自己也在痛苦中。同样,如果一只小鼠表现出恐惧的迹象,附近的其他小鼠几乎都会开始表现出类似的行为。当然,人类也会体验到同理心。然而,负责移情的大脑机制一直是神秘的。在这项新的研究中,这些研究人员试图了解更多关于移情在哺乳动物大脑中的一般运作方式。为此,他们让受试小鼠经历疼痛、恐惧诱导活动和疼痛缓解,同时监测观察小鼠(observer mice)的大脑。

此前的研究已表明,ACC是动物在经历移情时被激活最多的大脑区域,但是相关的神经回路直到如今才被研究。为了让大脑处理信息,然后对其做出反应,大脑的部分区域在信息处理发生时被激活。这种激活之后,通常会有电信号沿着神经回路传到参与反应的大脑其他部位。

为了研究小鼠大脑中的移情心反应动态变化,这些研究人员首先将观察小鼠连接起来,观察它们大脑的动作。然后,观察小鼠看着另一只小鼠受到惊吓,诱发疼痛反应--它们也看着其他小鼠受到惊吓,以及它们经历疼痛的减少(虽然使用了吗啡)。

这些研究人员发现,当观察小鼠在观察同伴经历疼痛时,ACC会将信号传递给伏隔核(nucleus accumbens)。当观察同伴经历恐惧时,会向杏仁基底外侧核(basolateral amygdala)发出信号。有趣的是,他们发现,当观察小鼠观察到同伴痛苦缓解时,该信号也被送到了伏隔核。