撰文：邢川，　审核：于翔

　　2024年3月15日，北京大学IDG麦戈文脑科学研究所邀请中山大学中山医学院李勃兴教授，在吕志和楼B101报告厅作了题为“Sexually dimorphic control of affective state processing and empathic behaviors”的学术报告，于翔教授主持报告会。本期学术笔记根据李勃兴教授的报告整理而成。

　　个体能够认识到社交对象的情感状态并作出适当的反应对于社交互动非常重要，当感知到社交对象的痛苦状态时，个体通常能表现出进化上保守的共情情绪和行为反应。在社交场景下，共情反应非常重要，但目前人们对于共情反应如何产生知之甚少。大量的研究已经探索了性别对交配以及亲子行为的影响，但关于性别如何影响共情的研究还非常有限。

　　李勃兴教授课题组近期发表的研究表明，雄性和雌性小鼠对社交对象的痛苦状态表现出不同的共情行为。利用三箱行为范式检测，分别分析雄性和雌性被试小鼠对同笼饲养的同性别熟悉伙伴经历腹痛（腹腔注射0.9%醋酸诱导）时的社交行为，并对被试小鼠不同的行为进行分析。他们的结果显示，虽然在测试早期，雄性和雌性小鼠均表现出广泛的探索和社交互动，但是在测试的后5分钟里，不同性别小鼠的社交决策出现了显著差异。其中，雌性小鼠更加倾向于与痛苦伙伴进行互动，而雄性小鼠则将更多时间用于自我梳理（图1）。进一步的研究结果表明，这种性二态的共情行为只出现在熟悉同伴之间，且受同伴性别的影响。

　　图1 不同性别小鼠目睹同伴经历痛苦时的共情行为存在显著差异

　　在社交过程中，感觉输入对于个体内部状态的传递至关重要，个体可以通过感知社交对象发出的感觉信号来评估其内部状态。对于小鼠而言，嗅觉信息是社交情境中最重要的感觉线索之一，用棉球蘸取腹痛小鼠的尿液以及体液和正常小鼠一起放置在三箱模特笼中，雄性和雌性小鼠也能产生与上述三箱实验一致的行为决策，即雌性小鼠更倾向于嗅探含有气味棉球的笼子，而雄性小鼠则会表现出更多的自我梳理行为（图2）。在啮齿动物中，嗅觉信息处理主要由主嗅系统以及副嗅系统完成，鼻滴硫酸锌破坏主嗅系统完全废除了雄性和雌性小鼠的上述共情行为，采用光遗传学工具NpHR3在行为检测的后5分钟里抑制黎状皮层（piriform cortex, PiC）的神经元活动也可以达到相同的效果，由此确认了PiC在性别特异性共情行为中的重要作用。
 

　　图2 性别特异性共情行为需要黎状皮层的激活

　　接下来，通过AAV顺行病毒示踪的方法，他们找到了分别与社交行为以及自我梳理行为相关的两个脑区——前边缘皮层（prelimbic cortex, PrL）和中央杏仁核（medial amygdala, MeA）。进一步的深入研究表明，雌性小鼠在目睹同伴疼痛时，PiC-PrLSST这条通路的激活程度显著升高，PiC-PrLSST-PrLEXT介导了对痛苦同伴的社交偏好。而在雄性小鼠中，PiC-MeA介导了其在目睹同伴经历痛苦时的自我梳理行为增加（图3）。PiC-PrL以及PiC-MeA这两群不同的投射神经元表现出不同的基因表达特征。

　　图3 调控性别特异性共情行为的两条神经通路

　　李勃兴教授课题组近期的这一工作通过深入研究不同性别小鼠在应对同伴经历痛苦这一社交情景时的不同共情表现，发现了不同性别的大脑对于处理同伴经历痛苦这一社交信息时采用的两种不同神经环路。这一研究揭示了社交信息是如何在分子、细胞和环路水平上通过性别二态性机制来进行处理的，为高级脑功能中性别差异的神经机制研究提供了新的启发。

　　参考文献

　　Fang S, Luo Z, Wei Z, et al. Sexually dimorphic control of affective state processing and empathic behaviors. Neuron. 2024 Mar 1:S0896-6273(24)00085-0.

　　doi: 10.1016/j.neuron.2024.02.001. Epub ahead of print.