Cell子刊：胡海岚团队揭示大脑中胜利环路和失败环路的相互作用影响社会地位

摘要：社会竞争决定了社会地位等级，它深刻地影响着动物的行为和健康。背内侧前额叶皮层（dormedial prefrontal cortex，dmPFC）在调节社会竞争中发挥着基本作用，但目前尚不清楚dmPFC如何通过其下游神经环路来协调与胜利和失败相关行为。

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

社会竞争决定了社会地位等级，它深刻地影响着动物的行为和健康。背内侧前额叶皮层（dormedial prefrontal cortex，dmPFC）在调节社会竞争中发挥着基本作用，但目前尚不清楚dmPFC如何通过其下游神经环路来协调与胜利和失败相关行为。

2024年12月11日，浙江大学胡海岚团队在 Cell 子刊Neuron上发表了题为：Deconstructing the neural circuit underlying social hierarchy in mice 的研究论文。

该研究解析了小鼠社会地位等级的神经环路， dmPFC-DRN环路和dmPFC-PAG环路促进社会竞争的胜利，而 dmPFC-aBLA环路促进了社会竞争中的失败， dmPFC中的两种神经元相反地调节社会竞争，失败环路抑制胜利环路。这种相互对抗的作用可能代表了mPFC通过自上而下的控制来协调复杂行为的核心原则。

与支配行为相关的人格特质，例如坚持不懈或动机驱力，需要更高的大脑皮层功能。前额叶皮层（PFC）已被证明在人类、灵长类动物和啮齿类动物中编码着支配地位和竞争成功。对背内侧前额叶皮层（dmPFC）神经元的突触强度或神经活动进行双向调节，可调节钻管测试、奖励竞争和觅食竞争中的竞争结果和支配地位。这些研究共同指向了dmPFC是在进化过程中保守的支配等级的调节枢纽。虽然我们已经研究了社交竞争中dmPFC的上游丘脑输入，但我们仍然缺乏对dmPFC如何协调下游输出以指挥复杂支配行为的全脑视角。

作为一个联合执行中心，mPFC接收和整合来自多个感觉模态的输入，并广泛投射到整个大脑的不同区域，包括皮层、皮层下和脑干。

通过这些预测，mPFC对多种行为施加自上而下的控制，包括情绪调节、决策、奖励寻求、努力行为、动机和认知灵活性。特别是，一系列优雅的研究确立了mPFC投射在调节各种社会行为中的作用，例如社交趋近回避（mPFC-BLA）、社交学习（mPFC/ACC-BLA、mPFC-l/vlPAG）、奖励竞争（mPFC-LH）、社交偏爱（mPFC-NAc）、社交挫败（mPFC- PAG）和社会竞争（mPF-NAc和mPFC-VTA）。

通常，mPFC的投射神经元呈层流组织，广泛分布于第2-6层。其中，BLA 投射的神经元多位于2/3层，NAc投射的神经元多位于2/3层和5a层，彼此重叠较少。其他皮层下区域，包括PAG、DRN、LH和VTA，主要接收来自第5层的输入。

虽然参与社会支配调节的mPFC下游环路刚刚开始被识别，但这些不同的回路如何参与社会竞争，以及mPFC如何通过其输出通路将与支配相关的感觉运动信息传播到行为决策中，仍有待探索。

在这项最新研究中，为了阐明dmPFC控制社会竞争的下游通路，研究团队系统筛选了社会竞争后dmPFC下游脑区的c-Fos免疫反应模式。通过全脑c-Fos映射、纤维光度测量和基于光遗传学或化学遗传学的操纵，研究团队在小鼠的背内侧前额叶皮层（dmPFC）下游识别出了功能上分离的与胜利和失败相关的神经环路。

具体来说，dmPFC的第5层神经元向中缝背核（DRN）和水管周灰质（PAG）投射，促进社会竞争；而dmPFC的第2/3层神经元向前基底外侧杏仁核（aBLA）投射，则抑制社会竞争。逆行示踪和通路特异性光纤光度测定实验表明，小鼠在钻管测试竞争中进行用力推挤时，胜利和失败相关的投射神经元在功能上分离，并表现出相反的动态活动变化。在体和体外电生理记录显示，失败环路对胜利环路有抑制作用。

该研究的核心发现：

dmPFC-DRN环路和dmPFC-PAG环路促进社会竞争的胜利；

dmPFC-aBLA环路促进了社会竞争中的失败；

dmPFC第2/3层和第5层神经元相反地调节社会竞争；

失败环路抑制胜利环路。