物理接触与非接触社交互动中大脑激活与网络连接的差异机制研究

【字体: 时间:2025年07月04日 来源:Communications Biology 5.2

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  本研究通过比较物理接触(SIPPC)与非接触(SIAPC)社交互动模式,揭示了触觉在社交行为中的神经机制。研究人员利用c-fos免疫荧光标记和全脑网络分析技术,发现SIPPC广泛激活情绪与奖赏相关脑区(如AIV、LSI),并通过化学遗传学验证了AIV-LSI神经环路对触觉接触行为的调控作用。该研究为自闭症等社交障碍的神经基础提供了新见解,发表于《Communications Biology》。

  

社交互动中的触觉密码:大脑如何解码物理接触的奥秘?
在人类和动物社会中,触觉是构建情感连接的核心要素。然而,当自闭症患者因触觉过敏而回避拥抱时,或当早期触觉剥夺导致成年后社交缺陷时,科学家们意识到:我们对社交触觉的神经机制仍知之甚少。更棘手的是,现有研究多聚焦单一脑区,难以解释多模态社交信息整合的复杂性。哈尔滨医科大学的研究团队在《Communications Biology》发表的研究,首次通过全脑尺度揭示了物理接触与非接触社交的神经差异图谱。

研究采用c-fos免疫荧光标记、化学遗传学抑制和光纤钙成像三大关键技术。通过对比24小时隔离后的C57BL/6J雄性小鼠在自由接触(SIPPC)与隔板分离(SIAPC)两种社交范式下的全脑激活模式,结合动态触觉敏感性测试(棉签/画笔刺激足底与胡须)与功能网络分析,系统解析了触觉特异性神经机制。

结果揭示三层突破性发现:

  1. 触觉敏感性与行为关联
    动态触觉刺激反应率与SIPPC接触时间呈负相关(棉签:r=-0.353,p=0.0475;画笔:r=-0.3849,p=0.0296),而静态触觉(Von Frey纤维)无显著关联。这提示动态触觉输入更直接影响社交接触决策。

  2. 全脑激活图谱差异
    SIPPC激活86个脑区(SIAPC仅23个),其中50个区域激活水平显著更高。情绪与奖赏相关脑区如前岛叶皮层腹侧部(AIV)、外侧隔核中间部(LSI)、前扣带回(Cg1/Cg2)呈现特异性激活。

  3. 关键神经环路机制
    功能网络分析显示AIV、LSI和边缘下皮层(IL)在SIPPC中具有更高的节点效率(p<0.05)。化学遗传学抑制实验证实:沉默AIV或LSI可使触觉接触时间减少40%(p=0.0013),而抑制AIV→LSI投射环路同样显著降低接触行为(p=0.0249)。

讨论与意义
该研究首次建立"触觉-奖赏-情绪"三位一体的神经模型:AIV作为触觉信息整合枢纽,通过LSI的社交行为调控节点,形成正向强化环路。这一发现为理解自闭症的触觉回避提供了新视角——Gabrb3基因缺失可能通过影响终纹床核(BST)的触觉处理,破坏该环路功能。研究还揭示未预期现象:虽然IL在网络分析中显示高连接性,但其化学遗传学抑制未影响行为,提示其可能通过冗余通路维持系统稳定性。

技术层面,全脑c-fos图谱与网络拓扑分析的结合,为复杂行为神经机制研究提供了范式。未来需在雌性模型和更大样本中验证结论,而光遗传学精准操控将是解析AIV-LSI环路时空动态的有力工具。这项研究不仅填补了社交触觉神经机制的空白,更为发展靶向神经环路的社交障碍干预策略奠定基础。

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