激素调控行为与情绪持久性的神经内分泌系统机制：计算神经科学新视角

本文聚焦性类固醇激素如何通过分子-细胞-环路多层级机制调控神经计算功能，揭示雌激素/雄激素水平升高可增强神经编码持久性（persistence），为理解经前期综合征、产后抑郁等激素相关情绪障碍提供新范式。研究者整合系统神经科学工具（如全脑成像、单细胞测序）阐明HPG轴（下丘脑-垂体-性腺轴）通过改变功能连接性（如突触可塑性、神经调质释放）驱动行为稳定性，对开发靶向激素波动的精准干预策略具有重要临床意义。

　　

在神经科学与精神医学领域，性类固醇激素（sex steroid hormones）的波动始终是理解情绪与行为变异的焦点。从经前期烦躁障碍（PMDD）到产后抑郁，女性生命周期中激素水平的剧烈变化与情绪障碍风险显著相关——统计显示女性罹患焦虑抑郁的风险是男性的两倍。这种性别差异背后，雌激素（estrogens）、孕酮（progesterone）和雄激素（androgens）如何重塑大脑计算功能？传统研究多聚焦分子机制，但激素对神经网络层级信息处理的调控仍属未解之谜。

为此，Annegret L. Falkner团队在《Neurobiology of Learning and Memory》发表研究，首次从系统神经科学视角揭示激素通过协调多脑区活动维持神经编码持久性的新机制。研究整合在体钙成像、跨突触病毒示踪和计算建模技术，分析小鼠发情周期不同阶段（estrous cycle）的神经动力学变化，并结合人类激素干预队列（如口服避孕药使用者）的行为学数据。

主要技术方法

1. 全脑fMRI与光纤记录技术捕捉HPG轴（hypothalamic-pituitary-gonadal axis）激活时的脑网络动态
2. 单细胞转录组测序定位激素敏感神经元亚群
3. 基于Graph Theory的功连接分析量化雌激素对神经信息流的影响
4. 操作性条件反射范式结合深度学习追踪行为持久性

研究结果
Higher estrogen states are associated with persistence and less behavioral variability
发情期高雌激素小鼠在T迷宫任务中表现出更稳定的选择策略（正确率提升37%），而卵巢切除（OVX）模型则出现决策波动。光激活内侧前额叶皮质（mPFC）中雌激素受体α⁺
神经元可模拟该效应。

Hormones shape brainwide networks governing social behavior, cognition and perception
通过TRAP2（Targeted Recombination in Active Populations）技术标记发现，腹侧被盖区（VTA）多巴胺神经元在雌激素峰值期优先投射到伏隔核（NAc），增强奖赏相关记忆的巩固。

Computational and algorithmic frameworks for understanding how hormones generate neural and behavioral persistence
动态系统建模显示，雌激素通过降低前馈抑制性中间神经元的增益（gain），使皮层网络进入亚临界状态（subcritical state），从而延长信息维持时间窗。

讨论与意义
该研究突破性地将激素效应从分子尺度拓展到计算神经科学层面，提出"神经持久性"（neural persistence）是解释激素相关情绪障碍的核心算法特征。临床转化方面，发现雌激素受体降解剂（如乳腺癌治疗用药氟维司群）会破坏默认模式网络（DMN）的功能连接，这为治疗药物引起的抑郁副作用提供干预靶点。未来研究需结合闭环神经调控技术，探索激素波动敏感人群的个体化神经编码特征。