親吻等親社會行為對于物種的生存繁衍意義非凡。無論是人類,還是嚙齒動物,都會通過各種各樣的方式展現(xiàn)這類行為。然而,幫助或救援行為的背后,其驅動因素卻極為復雜。在麻醉與喚醒這一領域,麻醉在人類和實驗動物中都十分常見。當受到疼痛刺激時,動物往往會加速蘇醒,中醫(yī)針刺人中穴也能起到喚醒的效果?闪钊撕闷娴氖牵∈笫欠駮ㄟ^親社會行為來促進麻醉同伴蘇醒呢?這一點目前還不得而知。此外,雖然我們知道伏隔核與社會行為存在關聯(lián),但伏隔核內部中等棘狀神經元在親社會互動中,對幫助行為有著怎樣的調節(jié)作用,同樣尚不明確。
本文的研究人員來自中國多所高校及科研機構。中國科學技術大學的 Peng Cao 等人,充分利用該校在科研與醫(yī)學方面的優(yōu)勢參與研究;安徽醫(yī)科大學的 An Liu、Wenjuan Tao 等,憑借自身在生理學方面的專長以及口腔醫(yī)學的豐富經驗,為研究助力;徐州醫(yī)科大學的 Zheng Xu 借助重點實驗室的資源開展相關工作;安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院的 Yuyu Guo、Likui Wang 則從疼痛與麻醉的專業(yè)角度,為研究提供了寶貴的見解。多團隊的緊密協(xié)作,有力地推動了這項研究的進展。
研究人員采用了開放場實驗、麻醉行為測試和救援行為測試這幾種方法,仔細觀察并詳細記錄小鼠的行為。具體操作如下:把玩具小鼠或者麻醉小鼠放入實驗籠中,觀察旁觀者小鼠會有怎樣的行為表現(xiàn);對小鼠進行麻醉處理后,記錄小鼠翻正反射喪失(LORR)和恢復(RORR)所花費的時間;同時,觀察旁觀者小鼠對麻醉小鼠的救援行為,并對救援行為持續(xù)的時間和出現(xiàn)的頻率進行量化分析。實驗結果顯示,旁觀者小鼠對麻醉小鼠表現(xiàn)出了濃厚的興趣,其中 “拖舌” 行為尤為顯著。而且,拖舌行為能夠有效促進麻醉小鼠蘇醒,使麻醉小鼠的 RORR 時間明顯縮短。
隨后,研究人員運用逆行單突觸追蹤、病毒介導的神經連接示蹤、免疫熒光染色和電生理記錄等多種先進技術展開深入探究。他們向小鼠舌部注射熒光金(FG)、偽狂犬病毒(PRV - EGFP)等示蹤劑,以此來觀察神經投射情況;對相關腦區(qū)進行免疫熒光染色,進而確定神經元的類型;通過記錄神經元活動,深入分析神經通路的功能。研究發(fā)現(xiàn),中腦三叉神經核谷氨酸能神經元(MTNGlu)能夠直接投射到舌部。在救援行為發(fā)生時,麻醉小鼠的 MTN Glu 和藍斑去甲腎上腺素能神經元(LCNE)被激活。進一步研究還發(fā)現(xiàn),舌部受到刺激能顯著增強 LC NE 神經元的活動,并且 MTN Glu 神經元對于救援行為誘導的蘇醒過程至關重要。
緊接著,研究人員又利用化學遺傳學技術、光纖光度法、微內鏡鈣成像和電生理記錄等手段,對相關神經元活動展開進一步研究。他們通過注射病毒來操縱相關神經元的活動,運用光纖光度法記錄神經元鈣信號的變化情況,借助微內鏡鈣成像觀察單個神經元的活動,再通過電生理記錄來分析神經連接的功能。結果發(fā)現(xiàn),丘腦室旁核谷氨酸能神經元(PVTGlu)與伏隔核殼(NAcSh)之間存在功能連接。當激活 PVT Glu→NAcSh PV電路時,能夠促進救援行為的發(fā)生。此外,研究還表明,NAcShD1−MSN神經元參與了救援行為的調節(jié),而 NAcSh D2−MSN神經元對救援行為則沒有明顯影響。
最終,研究得出重要結論:旁觀者小鼠會對麻醉的同伴做出 “拖舌” 這種救援行為。這一行為是借助 PVT Glu→NAcSh PV→D1−MSN 回路驅動產生的,并且通過舌頭→MTN Glu→LC NE 回路促進麻醉小鼠蘇醒。值得注意的是,這種救援行為還存在性別特異性熟悉度效應,雌性小鼠對麻醉小鼠的救援行為相對較少。另外,這種救援行為在進化上可能具有保守性,不過相關神經回路在靈長類動物和人類中的情況,還有待進一步研究。
參考文獻:Peng Cao et al. Rescue-like behavior in a bystander mouse toward anesthetized conspecifics promotes arousal via a tongue-brain connection.Sci. Adv.11,eadq3874(2025).
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