社交行为不同阶段多巴胺信号的差异

北京时间2022年8月23日晚23时，美国纽约大学朗格医学院林大宇实验室与北京大学李毓龙实验室合作在Cell Reports发表论文。

通过使用李毓龙实验室研制出的第二代多巴胺荧光探针GRAB DA2m，林大宇实验室实现了对自由活动的老鼠伏隔核（nucleus accumbens）多巴胺信号的精确快速检测，揭示了社交行为的不同阶段多巴胺信号的差异，并通过光遗传学手段刺激多巴胺释放使失去社交兴趣的老鼠保持社交行为。

纽约大学朗格医学院博士生戴兵为论文第一作者，戴兵和林大宇教授为共同通讯作者。

老鼠和人一样是社会性的动物。通过对老鼠社交行为（social behavior）的研究，我们可以更好地理解社交对人的重要性。

社交行为具有奖赏的特性，从上世纪90年代开始，就有许多研究揭示了多巴胺（dopamine）在其中的重要性。但是，研究人员一直缺乏精确检测小鼠在自由活动状态下特定脑区多巴胺信号的手段：微透析（microdalysis）只能以分钟为间隔检测多巴胺的浓度，缺乏良好的时间分辨率；快速扫描循环伏安法（FSCV）具有良好的时间分辨率，但小鼠通常要进行头部固定，难以记录自由活动状态的小鼠。

图一，社交行为的三个阶段和不同阶段不同性别老鼠的多巴胺信号

社交行为分为三个阶段：接近（approach），探查（investigation）和完成阶段（consummatory behavior）。接近阶段老鼠会快速接近被探查的目标，研究人员发现被测小鼠，在接近其他成年老鼠或幼崽时，会释放出比接近无生命物体更多的多巴胺。探查阶段被测小鼠会主动接触，嗅闻被探查老鼠身上的气味，研究人员发现被测小鼠接触一只新颖没有遇见过的小鼠会比一只已经熟悉的小鼠释放更多的奖赏信号--多巴胺。在积累足够多的嗅觉信息后，被测小鼠会展示出不同的行为：如果是同性别的小鼠会因保护领地而攻击入侵小鼠，异性小鼠会产生交配行为等。

图二，重复接触同一只老鼠会导致被测试老鼠失去对其的兴趣，但是人为激活多巴胺可以维持社交兴趣（C-D）

研究人员发现，多巴胺的释放在不同性别的老鼠之间不尽相同：公小鼠为保护领地攻击入侵公小鼠释放的多巴胺是要高出母小鼠的（母小鼠处于哺乳期时，因保护幼崽而具有攻击性）；小鼠交配时，公小鼠显示出更多的主动性，其释放的多巴胺也更多。但是，在照顾幼崽时，公小鼠和母小鼠会释放相似程度的多巴胺。在被其他小鼠攻击时，由于是一种强烈的惩罚，公母小鼠的多巴胺信号都会下降。

图三，被攻击后的被测试老鼠会产生社交回避行为（F），通过刺激多巴胺释放，能减弱回避行为的产生（G-H）

在多巴胺信号记录中，研究人员发现，被测小鼠重复接触同一只被探查小鼠会降低多巴胺的释放和嗅闻的时间。于是，通过使用光遗传学手段人为释放多巴胺，研究人员使被检测的小鼠维持了对同一只小鼠的兴趣。接下来，我们还发现，被其他小鼠攻击（social defeat）过的小鼠会产生出社交回避（social avoidance），畏惧攻击过它的小鼠。但是，如果在被攻击的过程中激活多巴胺信号，这种回避行为就会明显减弱。

研究人员通过对伏隔核多巴胺信号的研究揭示了社交行为的奖赏特性和多巴胺在不同性别小鼠中的差异。