社会记忆中情感价值更新的神经回路

《SCIENCE》：Neural circuits for valence updating in social memory

　　

编辑总结

社会关系会影响多种物种的行为，包括老鼠和人类。这些关系极为动态，取决于某一时刻的关系状态。Suto等人通过一种行为实验模型研究了小鼠在遭遇原本非攻击性的熟悉同类的社会挫败后，其大脑中调节情绪变化的机制。这种情绪变化与海马体腹侧CA1区、基底外侧杏仁核以及伏隔核之间的突触可塑性增强有关。——Mattia Maroso

结构化摘要

引言

社会性动物能够识别熟悉的同类，并根据以往的社会互动为其赋予特定的情感价值。这一能力使它们能够在减少冲突代价的同时，促进有益的社会互动。由于社会关系是动态变化的，因此持续更新对特定个体的情感价值评估至关重要。虽然海马体腹侧CA1区的神经元负责存储社会记忆，但那些能够选择性更新社会情感价值的神经回路机制至今仍不明确。

研究思路

我们假设，对熟悉个体的情感价值更新是由vCA1区中的社会记忆表征与下游情感处理通路之间的特定回路相互作用所介导的。为验证这一假设，我们设计了一种行为实验模型：让原本中立的熟悉同类转变为具有攻击性的个体，从而实现对社会情感价值的可控操控。我们结合了对特定神经回路的操控、基于记忆痕迹的研究方法、体内钙成像技术以及突触生理学研究，探究了vCA1区–基底外侧杏仁核–伏隔核回路中情感价值更新的具体机制。

研究结果

我们发现，情感价值更新与vCA1区–基底外侧杏仁核–伏隔核回路中的突触连接增强以及相关的生理变化有关。通过对特定回路的抑制实验表明，vCA1区–基底外侧杏仁核通路以及基底外侧杏仁核–伏隔核通路都是实现特定社交回避行为所必需的，而与社交熟悉度相关的直接vCA1区–伏隔核通路则并非必需。针对记忆痕迹的特异性操控实验显示，来自vCA1区社会记忆痕迹神经元的投射到基底外侧杏仁核，既是驱动情感价值更新的前提，也是充分条件；而光遗传学诱导的突触抑制则会导致这种更新后的回避行为消失。此外，基底外侧杏仁核恐惧神经元中AMPA/NMDA受体的比例上升，也证实了vCA1区–基底外侧杏仁核通路中的突触强化现象。

在群体层面，基底外侧杏仁核的恐惧神经元会对攻击者产生更强烈的反应，且反应细胞的占比并无变化；而伏隔核中表达多巴胺受体D2的神经元则不仅反应更为强烈，还会有更多新的反应细胞被激活，同时这些神经元的活动会同步进行。这些结果表明，沿着vCA1区–基底外侧杏仁核–伏隔核通路，神经编码方式会发生逐步转变：从vCA1区稳定的个体身份表征，发展为下游区域动态的群体级重组。尽管不同实验批次间神经表征会发生变化，但情感价值的赋予反而提升了神经表征的稳定性。

结论

我们的研究揭示了一种神经回路机制，它通过vCA1区–基底外侧杏仁核–伏隔核通路，将vCA1区中稳定的社会记忆表征与下游区域灵活的情感价值更新联系起来。这样的结构使得动物能够在不破坏个体身份表征的情况下，选择性地更新对特定个体的情感价值。本研究为探讨在社会环境中形成对特定个体情感的生物学相关机制提供了理论框架。

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vCA1区中的社会记忆痕迹神经元能够维持个体身份的稳定表征。在遭遇社会挫败后，vCA1区Trpc4阳性神经元与基底外侧杏仁核Rspo2阳性神经元（即恐惧神经元）之间的突触连接会增强，从而导致基底外侧杏仁核神经元对攻击者的反应更加强烈。在下游，伏隔核D2R阳性神经元则会表现出更强烈的反应以及群体活动的同步化，进而实现负面情感价值的更新，帮助动物选择性地回避有害个体（即特定的社交回避行为）。

摘要

社会性动物能够识别熟悉的同类，并有选择地避开有害个体。随着社会关系的变化，持续更新对个体的情感价值十分重要，但其背后的神经机制至今尚不清楚。在本研究中，我们通过人为地将原本中立的同类转变为具有攻击性的个体，证明了情感价值更新依赖于海马体腹侧CA1区–基底外侧杏仁核–伏隔核回路中的突触连接增强以及相关的生理变化。在遭遇挫败后，vCA1区中的社会记忆痕迹神经元会加强与那些具有负面情感价值的基底外侧杏仁核神经元的连接。vCA1区–基底外侧杏仁核–伏隔核神经回路能够灵活调控适应性的社会行为。