Cell：斯坦福大学报道调控攻击性行为的丘脑镜像神经元
社会交往需要对他人行为的认识和理解。镜像神经元（Mirror neurons）是20世纪末由意大利帕尔马大学首先发现的，该发现证明在猴脑存在一种特殊神经元，能够像照镜子一样通过内部模仿而辨认出所观察对象的动作行为的潜在意义，并且做出相应的情感反应。灵长类新皮质的镜像神经元代表着熟练的运动任务，但尚不清楚它们对其所体现的行为和促成社会行为的重要性，也尚不清楚它们是否存在于非皮质区域中。
近日，美国斯坦福大学精神病学和行为科学系Nirao M. Shah教授研究团队在Cell发表研究，采用了基于TRAP2的活动标记方法，以获得对这些攻击镜像神经元（镜像TRAP）的基因访问，发现位于下丘脑的VMHvlPR神经元不仅构成了攻击中心，还体现了一种攻击感知，这种感知不仅可以在适当的环境中引发战斗，还可以监控第三方的相互攻击行为。
1、VMHvlPR神经元在自身和他人攻击过程中活跃
研究人员利用钙成像检测小鼠作为攻击者或攻击过程见证者时VMHvlPR神经元的反应，首先发现，单独饲养的小鼠面对入侵者时，VMHvlPR神经元（侵略性VMHvlPR神经元）在两种不同形式（攻击和尾巴抖动）的攻击性表现中激活[Fig.1C,D,I-K]。而采用另一种模式，当小鼠作为目击者时，这些细胞（观察性VMHvlPR神经元）在目睹攻击和尾巴抖动时同样被激活[Fig.1E,F]。与VMHvlPR攻击神经元的活动相反的是，观察性神经元在其他社会互动（如理毛）期间没有被激活[Fig.1I-N]。
Figure 1 VMHvlPR神经元表现出攻击“镜像性”
2、影响VMHvlPR镜像神经元的因素
感官输入和经验调节雄性小鼠的领地意识和攻击性。研究人员设计的观察者范式允许小鼠通过透明、穿孔的隔板至少获得示威者（demonstrators）发出的视觉和化学感受线索。利用Trpc2-/-雄性敲除鼠（通过鼻中的VNO神经元感知化学信息）发现，与Trpc2+/+观察性VMHvlPR神经元结果类似[Fig.2A-C]，表明信息素感应可能不是VMHvlPR神经元的攻击镜像所必需的。
接着，使用红外光谱照明干扰小鼠对示威者的视觉输入，在这种情况下，观察性VMHvlPR神经元对物理攻击或尾巴抖动则没有明显的激活[Fig.2E,F]。此外，缺乏社会经验小鼠的观察性神经元与有社会经验小鼠的观察性神经元对示威者的响应相似。表明，视觉输入，而不是先前的经验，对于VMHvlPR细胞的攻击镜像至关重要。
Figure 2 VMHvlPR神经元的攻击镜像需要视觉输入
3、当面对攻击或观察攻击时，VMHvlPR神经元的激活模式
钙成像提供了整体活动的表征，无法区分攻击者和观察者是否激活了相同、不同或重叠的细胞子集。研究人员发现，在进行攻击行为或者观察攻击时部分重叠的VMHvlPR神经元被激活[Fig.3A-D]。但当观察攻击时，神经元的峰值激活更高。当小鼠执行或观察尾部抖动时，重叠的VMHvlPR神经元组也被激活[Fig.3E-H]。
总之，该发现表明单个VMHvlPR神经元可以代表不同的攻击性运动行为，从这个意义上讲，它们表现出广泛一致的镜像特征。
Figure 3 个体VMHvlPR神经元在攻击和观察攻击两种模式中被共同激活
4、攻击镜像VMHvl神经元对雄鼠领土攻击行为的重要性
攻击行为在VMHvlPR神经元中诱导Fos表达，研究人员利用TRAP2;Ai14基因鼠标记了攻击时和观察攻击时激活的VMHvl神经元。首先证明了攻击镜像-TRAP策略可以用于在VMHvlPR镜像神经元中表达所选择的基因。
接下来，使用攻击镜像-TRAP策略抑制攻击镜像神经元，给予CNO的动物，对入侵者发起攻击或尾部抖动的可能性降低了3倍[Fig.4A-D]。此外，它们的战斗强度更低，攻击入侵者的时间减少了10倍以上[Fig.4E-G]。总之，攻击镜像VMHvl神经元在雄性小鼠领地意识的表现中起着特殊而重要的作用。
Figure 4 攻击镜像VMHvl神经元的活动对领土攻击至关重要
5、攻击性镜像VMHvl神经元足以引发雄性攻击性表现
VMHvlPR神经元的激活会触发或加剧攻击，研究人员测试了激活攻击镜像VMHvl神经元是否会导致类似的结果。运用相同的策略，发现接受CNO处理（即激活攻击镜像VMHvl神经元）的小鼠对领土入侵者更具攻击性[Fig.5B-G]。更为有趣的是，由于视觉输入在VMHvl神经元镜像性质中的关键作用，研究发现攻击性镜像VMHvl神经元激活后，小鼠会表现出强烈的攻击性[Fig.5H-J]。
Figure 5 激活攻击性镜像VMHvl神经元增加攻击性
总结
本研究回答了关于镜像神经元对持续行为的功能贡献的长期问题。最主要发现是，攻击镜像神经元对自然发生的领地意识攻击性至关重要，足以引发对雄性和非典型目标（如雌性和无生命物体）的更强烈攻击。
参考文献：
Yang, Taehong et al. “Hypothalamic neurons that mirror aggression.” Cell, S0092-8674(23)00052-1. 7 Feb. 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.01.022
编译作者：Young（brainnews创作团队）
校审：Simon（brainnews编辑部）
