浙江大学脑科学与脑医学学院徐晗教授课题组Science Advances发文揭示社交行为调控的神经机制

2020年7月22日，浙江大学医学院脑科学与脑医学学院/附属二院徐晗教授课题组在Science Advances上在线发表了题为Cell type-differential modulation of prefrontal cortical GABAergic interneurons on low gamma rhythm and social interaction的研究论文。该研究揭示了前额叶皮层抑制性神经元在社交行为中的活动规律，并发现了其调控社交行为的神经网络活动机制。这些研究结果不仅加深了我们对社交行为发生机制的认识，并且为自闭症等神经精神疾病患者社交障碍的治疗提供了新思路。

人在清醒的时候，有高达80%的时间都在从事各种形式的社会交往活动。社交是人的基本需求，对于个人的成长和身心健康都是不可或缺的。然而不幸的是，社交障碍是自闭症、抑郁症、精神分裂症以及社交焦虑症等主要精神疾病的一个高度共有病征，严重危害患者的日常生活和工作。因此，阐明社交行为的神经机制不仅有助于理解社交行为发生的生物学基础，并且对于揭示社交障碍的发病机制具有重要意义。

以往的研究表明，前额叶皮层在社交行为中发挥重要作用，并且维持其兴奋性与抑制性的平衡对于正常社交的发生至关重要。然而，参与社交行为的抑制性神经元类型以及它们调控社交行为的网络活动机制并不清楚。为了回答这些科学问题，研究人员首先利用光遗传学标签（opto-tagging）技术，在体精确鉴定并记录小鼠前额叶皮层中两大类抑制性神经元，即PV阳性神经元和SST阳性神经元。他们发现当实验小鼠与刺激小鼠进行交互时，PV阳性神经元动作电位发放率显著升高而SST阳性神经元发放率则没有明显变化。与此同时，社交行为与前额叶皮层局部场电位伽玛振荡活动，尤其是低频伽玛振荡活动密切相关。相应地，用药理遗传学方法抑制PV阳性神经元能够显著降低伽玛振荡能量和小鼠社交性，而抑制SST阳性神经元对伽玛振荡能量和社交性都没有影响。此外，非常有趣的是，用光遗传学方法以低频伽玛频率激活PV阳性神经元或者SST阳性神经元均能增强低频伽玛振荡能量并产生促社交的行为效应。这些实验结果表明小鼠正常社交行为依赖前额叶皮层网络低频伽玛振荡活动，并且前额叶皮层中PV阳性神经元和SST阳性神经元在伽玛波振荡活动和社交行为中具有差异性的功能调控作用。

图：前额叶皮层调控社交行为的抑制性神经元和网络活动机制

徐晗教授课题组一直专注于“社交行为与社交障碍神经机制”的基础研究。继2019年课题组在Neuron发表研究论文揭示社交恐惧行为的神经环路机制，本论文是研究团队在社交行为的神经机制研究方向取得的重要进展。课题组成员刘玲、许海峰、汪军、李杰和田园园为该论文共同第一作者，徐晗教授为通讯作者。该研究工作得到了浙江大学段树民教授、吴志英教授、李晓明教授、上海交通大学徐天乐教授和复旦大学何苗教授的指导和帮助，受到科技部重点研发计划、国家自然科学基金、浙江省自然科学基金等项目的资助。

图：徐晗教授课题组成员

论文链接：

https://doi.org/10.1126/sciadv.aay4073