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揭秘大脑中识别他人的秘密：海马体中隐藏的神经元

2023-07-01 17:55

来源：澎湃新闻·澎湃号·湃客

原创 Basic Science 酷炫脑

Via：pixabay

以下为朗读小姐姐全文音频

作者 | Institute for Basic Science

翻译 | Caroline

审校 | 酷炫脑

朗读 | 鸽仔

美工 | Jenny

编辑 | 加薪

海马体是负责记忆形成的大脑结，在海马体内，编号为CA1至CA3的海马角区域（CA）参与了与记忆和空间处理有关的各种功能，可能是我们识别他人的重要神经元。

最近，来自基础科学研究所、认知和社会性中心（IBS-CCS）的研究人员宣布，他们发现了负责帮助我们识别他人的神经元。研究小组发现，这些负责处理与不同个体相关信息的神经元就隐藏于海马体的CA1区域。

人类是社会性动物，不断与他人进行互动是我们赖以生存的基础与习惯。在这个过程中，识别对方的身份，从记忆中检索关于他们的相关信息，并从当前的互动中更新信息的能力对于建立社会关系至关重要。然而，之前很少有研究深入了解这些过程是如何在大脑中发生。

为了深入了解我们是如何识别他人的，过去的科学家大多集中在研究小鼠的大脑上，尤其是海马体区域。海马体是一个众所周知的负责记忆形成的大脑结构。在海马体内，编号为CA1至CA3的海马角区域（CA）参与了与记忆和空间处理有关的各种功能，因此成为研究的重点。

大脑中的海马体

到目前为止，关于小鼠认知神经机制的研究主要集中在海马的CA2区。然而，以前的研究使用的行为实验比较基础，只涉及了区分不熟悉的小鼠和熟悉的小鼠的过程。因此，研究人员很难解释实验的结果是否反映了动物感知和识别个体特征的真正能力。

在这项研究中，IBS-CCS研究团队开发了一种新的行为模式。他们的新方法包括让参与实验的小鼠将特定的其他小鼠与奖励联系起来，并研究它们在遇到与奖励相关的个体和不相关的个体后的行为。

实验开始后，两只小鼠会被固定在一个旋转的圆盘上，并随机呈现给一只受试小鼠。受试小鼠将通过气味识别这两只小鼠的差异。然后，在受试小鼠对与奖励相关的小鼠做出反应时，研究人员会通过设备向受试小鼠提供水作为奖励。这些过程的目的是确定受试小鼠是否能对不同的个体进行辨别。在实验结束后，研究人员还分析了实验过程中小鼠的脑细胞活动。

旋转盘上的刺激小鼠都是雄性幼鼠，并且都是之前受试小鼠已经熟悉的同伴。这意味着受试小鼠完全根据刺激小鼠的独特特征而不是其他因素来区分刺激小鼠。因此，这项实验的结果可靠性很高。

利用这种研究方式，研究人员清楚地证明了海马背侧CA1区在个体识别中起着重要作用。例如，当使用神经抑制剂抑制海马CA1区时，受试小鼠无法分辨出哪只小鼠是他的同伴。同时，通过使用一种可以实时观察大脑深层区域神经细胞活动的双光子成像技术，IBS-CCS团队甚至确定了海马CA1区域中负责识别个体小鼠的特定神经元细胞。相比以往的研究结果，这项研究的发现有了新的突破。因为过去的许多研究都认为海马背侧CA2区是社会记忆的重要脑区，而CA1区并没有被认为发挥了重要作用。

此外，过去的研究人员通常认为，啮齿动物的社会记忆只持续很短的时间，它们不会形成关于个别对象的长期记忆。然而，IBS-CCS的最新研究表明，关于个人的长期记忆确实可以在小鼠中形成。

这项研究的主要负责人李道允（音译）博士说："我们首次揭示了，通过与他人的积极或消极互动获得的关于他人的价值信息是如何在大脑中体现和存储的。此外，这为了解大脑在通过各种社会互动建立和发展人类关系方面的作用提供了重要的见解。"

除此之外，研究人员还发现受试小鼠的海马CA1区存在特定的神经元，这些神经元负责处理与其他小鼠相关的积极信息。实际上，形成社会关系的一个重要部分是为与另一个人的社会相遇分配一个积极或消极的价值，并在头脑中不断更新该价值。例如，正如与某一特定的人建立友谊一样，评估与这个人互动的愉快程度也是至关重要的。

然而，尽管这些特定的CA1神经元在遇到与奖励相关的个体时有着特殊反应，但当受试者接触到与社会活动无关的气味，如柠檬醛或丁醇时，这种反应就消失了。这些发现表明，海马CA1区在关联性社会记忆的形成中起着选择性的重要作用。

未来，这一新发现有望为治疗各种影响人际交往的大脑疾病带来潜在的解决方案。对此，李博士充满了信心："我们的结果可以用来理解和提出新的精神疾病治疗方法。例如，自闭症就是一种涉及处理记忆和有关他人信息的大脑功能异常，或许未来存在新的治疗方案。"

海马体分区

参考文献（点击滑动查看）

1. Eunji Kong, Kyu-Hee Lee, Jongrok Do, Pilhan Kim, Doyun Lee. Dynamic and stable hippocampal representations of social identity and reward expectation support associative social memory in male mice. Nature Communications, 2023; 14 (1) DOI: 10.1038/s41467-023-38338-3