惊!小鼠竟有 “救援” 本能:揭秘其对无反应同类的行为及神经机制

【字体: 时间:2025年02月21日 来源:SCIENCE 44.7

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  为探究动物对无反应同类的行为及神经机制,相关研究人员开展小鼠相关主题研究。结果发现小鼠对无反应同类有救援行为,MeA 起关键作用。该研究拓宽了对动物亲社会行为神经机制的理解,值得科研读者一读。

  

编辑总结


在紧急情况下,人类常常会对他人表现出本能的 “急救” 行为。其他物种是否以及如何对同类表现出亲社会行为尚不清楚。在两项独立的研究中,孙 W. 等人和孙 F. 等人发现,小鼠会对失去意识的同类表现出刻板行为,从嗅闻和梳理毛发逐渐升级为舔头部和拉舌头,这加速了失去意识的同类恢复清醒(见希兰和唐纳森撰写的《视角》)。触发这些行为需要激活内侧杏仁核中的神经元以及下丘脑室旁核中表达催产素的神经元。这些结果阐明了小鼠中一种此前未被认识的亲社会行为的不同方面及其潜在的神经生物学机制。—— 马蒂亚?马罗索

结构化摘要


引言


部分或完全失去反应能力,如短暂失去意识,会给动物带来巨大风险,增加它们被捕食者攻击或暴露在危险环境中的可能性。旁观者对无反应个体的行为对于提高其生存几率和健康状况至关重要。例如,人类能够轻易识别并帮助失去意识的人。同样,有传闻称,包括非人灵长类动物、海洋哺乳动物(如鲸鱼和海豚)以及大象在内的一些动物物种,在野外会对倒下或失去反应能力的同类表现出行为反应。然而,尚不清楚这种行为是否存在于少数已被记录的物种之外。此外,这些行为的本质、特征和后果尚未在受控实验环境中得到系统研究。而且,动物感知其他个体无反应状态以及产生后续行为的神经机制仍不明确。

研究依据


先前的研究表明,包括小鼠在内的啮齿动物能够感知其他个体的负面或有需求的状态,并做出行为反应。例如,它们可以通过相互梳理毛发进行安慰性的社交接触,广泛针对处于痛苦中的同类的各个身体部位。此外,它们会对其他个体的局部疼痛和损伤做出反应,通过舔舐伤口部位的行为表现出来。然而,小鼠对无反应状态的其他动物如何反应尚不清楚。在本研究中,我们研究了小鼠对无反应同类的行为表现、这些行为对接受者的影响,以及这些行为的神经表征和调节机制。

研究结果


我们发现,小鼠相较于清醒的同类,更倾向于接近失去反应能力的同类,并且在深度镇静状态下,小鼠会对失去反应能力的同类表现出独特的行为,其特点是与镇静个体的头部区域,特别是面部和嘴部区域进行强烈的接触和梳理。这种行为在雄性和雌性小鼠中都能观察到,并且与接受者反应能力降低的程度相关。与其他社交行为相比,针对头部区域的身体接触和梳理更有可能引发接受者的运动反应,并且能够加快动物从无反应状态中恢复。

此外,我们揭示了内侧杏仁核(MeA)在调节这种反应中的重要作用。MeA 的神经活动在单细胞和群体水平上都能区分清醒和镇静的同类,并且对镇静动物的神经反应并不仅仅反映对新奇事物的反应。光遗传学方法沉默 MeA 中产生 γ- 氨基丁酸(GABA 能)的神经元会抑制头部梳理行为,而激活这些神经元则会促进这种行为。虽然小鼠对镇静、无反应的同类主要通过针对头部的相互梳理和身体接触做出反应,但它们对处于一般应激状态的清醒同类的相互梳理反应主要针对其他身体部位。这两种不同的不良状态以及相应的行为反应(头部梳理与身体梳理)可以通过 MeA 中的神经活动加以区分,这表明 MeA 可能是介导区分这些状态的神经回路的一部分。

结论


我们的研究结果表明,小鼠会对失去反应能力的同类表现出类似救援的行为,其特点是与接受者的头部区域进行强烈的身体接触。这种反应加速了从无反应状态的恢复,有可能降低无反应个体面临的风险并提高其生存几率。我们还发现,MeA 编码了其他个体的无反应状态,并驱动了针对其头部的梳理行为。值得注意的是,对无反应同类的行为反应与对清醒、有压力个体的行为反应不同,并且这些反应在 MeA 中有不同的表征。这些发现揭示了对无反应个体亲社会反应的神经机制,拓宽了我们对动物检测其他个体不同不良状况并做出行为反应能力的理解。
对无反应同类的亲社会行为image

小鼠能够检测到其他个体的无反应状态,并表现出类似救援的行为,其特点是与接受者的头部区域进行强烈的身体接触,这有助于从无反应状态中恢复。内侧杏仁核(MeA)中的神经活动编码了其他个体的无反应状态,并调节随后的亲社会行为。对无反应同类表现出的行为与对有压力个体表现出的行为不同,并且这些相互作用在 MeA 中有不同的表征。[图片由BioRender.com制作]

摘要


人类常常会采取行动帮助那些失去反应能力的人,比如短暂失去意识的人。而其他动物对失去反应能力的同类会如何反应,以及驱动这种行为的神经机制在很大程度上仍未被探索。在本研究中,我们证明了小鼠会对失去反应能力的同类表现出类似救援的社会行为,其特点是与接受者的面部和嘴部区域进行强烈的身体接触和梳理,这加快了它们从无反应状态中恢复。我们确定内侧杏仁核(MeA)是编码其他个体无反应状态并驱动这种针对头部的身体接触的关键区域。值得注意的是,对失去反应能力的同类的行为反应与对清醒、有压力个体的行为反应不同,并且这些反应在 MeA 中有不同的表征。这些发现揭示了对无反应个体亲社会反应的神经机制。

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