让我们识别他人的神经元

科学家们通过一项新的社会识别实验，确定了在感知他人时被激活的神经元，以及海马体CA1区域中代表与他人相关的价值信息的神经元。

　　

基础科学研究所(IBS)认知与社会中心(CCS)的研究人员最近宣布，他们发现了能够让我们识别他人的神经元。研究小组发现，处理与不同个体相关的信息的神经元位于海马体的CA1区域。

社会动物，包括人类，不断地与他人互动。在这个过程中，识别社会对应物的身份，从记忆中检索有关他们的相关信息，并从当前的互动中更新信息的能力对于建立社会关系至关重要。然而，关于这些过程如何在大脑中发生的研究有限。

为了回答这个问题，过去的努力主要集中在小鼠的大脑研究上，特别是在海马体上。海马体被认为是答案，因为它是一个众所周知的负责记忆形成的大脑结构。在海马体中，编号为CA1至CA3的Cornu amoniis (CA)脑区参与了与记忆和空间加工相关的各种功能，因此是研究的重点。

迄今为止，对小鼠个体识别神经机制的研究主要集中在海马CA2区。然而，之前的研究使用的行为实验只涉及区分不熟悉的小鼠和熟悉的小鼠，这使得很难解释结果是否反映了动物感知或真正识别个体特征的能力。

在这项研究中，IBS-CCS研究小组开发了一种新的行为范式，使用小鼠来更好地研究它们识别其他个体的能力。他们的新方法是让实验小鼠将特定的个体与奖励联系起来，并在遇到与奖励相关的个体和与奖励无关的个体后研究它们的行为。

具体来说，两只小鼠被固定在一个旋转的圆盘上，随机呈现给一只实验小鼠，它会通过气味认出邻居。然后，当被试小鼠舔舐与奖励相关的小鼠时，水就会从这个装置中供应给被试小鼠作为奖励，而不是另一只小鼠。研究人员试图确定实验对象小鼠是否能够区分不同的个体，并分析了实验过程中的脑细胞活动。

旋转盘上的刺激小鼠为雄性同窝小鼠，实验小鼠已经熟悉刺激小鼠。这意味着被试小鼠完全根据刺激小鼠的独特特征来区分刺激小鼠，表明实验结果的高可靠性。

利用这种行为模式，研究人员清楚地证明了海马背侧CA1区域在个体识别中起着至关重要的作用。例如，当使用神经抑制剂抑制海马CA1区域时，受试者小鼠无法区分其邻居。此外，通过使用双光子成像技术，可以实时观察大脑深部区域的神经细胞活动，IBS-CCS团队甚至确定了海马CA1区域中负责识别单个小鼠的特定神经细胞。

这是对之前发现的一个有趣的补充，之前的发现提出海马体的背侧CA2区域是社会记忆的重要大脑区域，而报告背侧CA1区域没有发挥重要作用。

此外，过去的研究人员认为，啮齿动物的社会记忆只持续很短的一段时间，它们不会形成对个别对象的长期记忆。然而，IBS-CCS的最新研究表明，对个体的长期记忆确实可以在小鼠身上形成。

主导该研究的LEE Doyun博士表示:“我们首次揭示了通过与他人的积极或消极互动而获得的关于他人的价值信息是如何在大脑中表现和储存的。此外，这为理解大脑在通过各种社会互动建立和发展人际关系方面的作用提供了重要的见解。”

除此之外，研究人员还揭示了在实验小鼠的海马CA1区域中存在特定的神经元，该神经元处理与不同个体小鼠相关的积极信息。形成社会关系的一个重要部分是为与另一个人的社会接触赋予积极或消极的价值，并更新这种价值。例如，正如与某个人发展友谊是必要的一样，评估与他们互动是多么愉快和有益也是必要的。

当遇到与奖励相关的个体时，这些特定的CA1神经元会做出反应。然而，当受试者暴露在与社交活动无关的气味(如柠檬醛或丁醇)中时，就没有观察到这种奖励预期反应。这些发现表明，海马CA1区域在联想社会记忆的形成中起着选择性的重要作用。

人们希望这一新发现能够为治疗导致难以建立社会关系的各种脑部疾病提供潜在的解决方案。

LEE Doyun博士解释说:“我们的研究结果可以用来理解和提出治疗精神障碍的方法，比如自闭症，这种疾病在处理记忆和有关他人的信息时表现出大脑功能的异常。”

Eunji Kong, Kyu-Hee Lee, Jongrok Do, Pilhan Kim, Doyun Lee. Dynamic and stable hippocampal representations of social identity and reward expectation support associative social memory in male mice. Nature Communications, 2023; 14 (1)