Nature:爱情原来是——被激活的神经环路……
2017/06/02
近日,来自埃默里大学的研究人员发现了大脑中促进配偶纽带关系的奖赏环路。这项研究结果发表在Nature上,或能帮助改善自闭症等社交功能障碍患者的社交能力。


虽然热恋中的人们很清楚自己对伴侣的“感觉”,但是,爱情背后的神经科学机制是什么?伴侣之间的情感纽带如何产生?或许,只有科学家们才会关注这个一点也不“浪漫”的问题。近日,来自埃默里大学的研究人员发现了大脑中促进配偶纽带关系的奖赏环路。这项研究结果发表在Nature上,或能帮助改善自闭症等社交功能障碍患者的社交能力。

世界上5000多种哺乳动物中,只有不到5%的动物对自己的伴侣“忠贞不二”。草原田鼠就是这极少数特例中的一种。草原田鼠是一种典型的社会性动物,它们喜欢群居,在社交关系上,它们终身奉行“一夫一妻制”,如果草原田鼠失去其伴侣,它们甚至还会像人类一样陷入抑郁情绪。研究小组将他们的目光聚焦在这种伴侣之间存在紧密纽带的动物身上。


雄鼠和雌鼠共同负担养育子女的责任

内侧前额叶皮质和伏隔核之间的交流影响亲密关系

此前在草原田鼠中进行的研究证明,大脑中的一些化学物质,如催产素和多巴胺,能够在内侧前额叶皮质和伏隔核中发挥作用从而促进动物与自己的伴侣形成紧密的纽带。研究人员希望确认这一过程背后具体的神经活动。他们使用探针来观察这两个脑区之间的神经交流,然后分析每个雌性草原田鼠在与雄性交往时的大脑活动。

研究小组发现,在伴侣纽带形成期间,参与决策过程的前额叶皮质能够控制大脑奖励系统的中心枢纽——伏隔核内神经元的节律振荡。这意味着来自皮层的功能连接影响着伏隔核中神经元的活动。然后,研究小组注意到,草原田鼠大脑中的这种功能连接的强度存在个体差异。那些具有较强连接的个体能更快地与它们的伴侣产生亲密行为。此外,双方的第一次交配行为能强化脑区之间的连接,并且强化的程度与动物随后产生亲密关系的快慢有关。

利用光遗传学技术刺激大脑连接,伴侣纽带随之增强

那么,前额叶皮质和伏核之间的交流与这种亲密行为的产生是否存在因果关系呢?为了回答这个问题,研究人员利用光遗传学技术,在草原田鼠没有交配的短暂同居期间增强雌性体内前额叶皮质和伏隔核之间的交流。结果发现,被光刺激的动物在第二天选择伴侣时,与陌生雄性相比,它们更偏爱于前一天相伴的雄性。本研究的共同主要作者Zack Johnson博士说:“我们能够通过远程控制的光束刺激神经环路从而影响动物的社会关系,这实在是非常惊人。”

这一研究结果确定了草原田鼠社交过程中形成纽带的大脑奖赏环路。 “现在,我们想知道催产素是否能够调节脑区之间的连接,以及神经环路的活动如何改变大脑对伴侣社交信息的处理方式。”本研究的资深作者,埃默里大学生物系副教授Robert Liu博士说。他希望能够通过促进脑区之间的交流从而改善自闭症等社交功能障碍疾病的社交能力。

参考资料:

Dynamic corticostriatal activity biases social bonding in monogamous female prairie voles

Researchers closer to cracking neural code of love

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  • Dynamic corticostriatal activity biases social bonding in monogamous female prairie voles

    Adult pair bonding involves dramatic changes in the perception and valuation of another individual1. One key change is that partners come to reliably activate the brain’s reward system2, 3, 4, 5, 6, although the precise neural mechanisms by which partners become rewarding during sociosexual interactions leading to a bond remain unclear. Here we show, using a prairie vole (Microtus ochrogaster) model of social bonding7, how a functional circuit from the medial prefrontal cortex to nucleus accumbens is dynamically modulated to enhance females’ affiliative behaviour towards a partner. Individual variation in the strength of this functional connectivity, particularly after the first mating encounter, predicts how quickly animals begin affiliative huddling with their partner. Rhythmically activating this circuit in a social context without mating biases later preference towards a partner, indicating that this circuit’s activity is not just correlated with how quickly animals become affiliative but causally accelerates it. These results provide the first dynamic view of corticostriatal activity during bond formation, revealing how social interactions can recruit brain reward systems to drive changes in affiliative behaviour.

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