2021年2月10日，浙江大學腦科學與腦醫(yī)學學院/醫(yī)學院附屬第二醫(yī)院徐晗教授團隊在國際著名學術期刊《PNAS》在線發(fā)表題為“Basal forebrain mediates prosocial behavior via disinhibition of midbrain dopamine neurons”的研究論文,，首次揭示了基底前腦（basal forebrain, BF）調控社交行為的神經(jīng)環(huán)路機制,。

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我們生活在一個高度社會化的世界。良好的社交活動是人們日常生活的基石,，無論是對個體的生存發(fā)展還是對群體的和諧穩(wěn)定都是不可或缺的,。相反,，社交障礙則是主要精神疾病的一個高度共有病征，嚴重危害患者的社會功能和身心健康,，同時給患者家庭和社會造成沉重負擔,。因此，全面解析社交行為背后的神經(jīng)機制,，有效指導社交障礙的干預治療尤為迫切,。

基底前腦是位于雙側大腦半球前端腹側的一組神經(jīng)核團。傳統(tǒng)上,，基底前腦被視為膽堿能神經(jīng)元富集的核團,，相應地既往研究主要集中于膽堿能神經(jīng)元并發(fā)現(xiàn)其在學習記憶和睡眠覺醒等腦功能中發(fā)揮重要作用。事實上,，除了膽堿能神經(jīng)元,，基底前腦還含有大量其它類型神經(jīng)元，例如谷氨酸能興奮性神經(jīng)元和GABA能抑制性神經(jīng)元,。既往的研究發(fā)現(xiàn)自閉癥患者基底前腦的結構和功能均有異常改變,。考慮到社交障礙是自閉癥的核心臨床癥狀,，探索基底前腦是否以及如何調控社交行為具有重要的科學意義,。

為了回答上述科學問題，課題組成員運用Fiber Photometry技術首先檢測了小鼠基底前腦不同神經(jīng)元類型在社交時的活動,，發(fā)現(xiàn)其中生長激素抑制素（somatostatin, SST）陽性抑制性神經(jīng)元在社交發(fā)生時被強烈激活,。當用光遺傳學方法抑制SST神經(jīng)元時，實驗小鼠的社交性顯著降低,，說明SST神經(jīng)元是正常社交行為所必需的,。

SST神經(jīng)元是通過怎樣的神經(jīng)環(huán)路發(fā)揮作用的呢？病毒示蹤顯示SST神經(jīng)元與腹側被蓋區(qū)（VTA）和外側韁核（LHb）均有密切的解剖學連接,。有意思的是,，光遺傳學抑制BF SST至VTA投射通路顯著降低小鼠的社交性，而抑制BF SST至LHb投射通路則沒有影響,。因此,，BF SST神經(jīng)元至VTA的神經(jīng)投射通路是調控社交行為的關鍵。

先前的研究表明小鼠社交性和腹側被蓋區(qū)多巴胺神經(jīng)元在伏隔核（nucleus accumbens, NAc）的神經(jīng)末梢活動呈正相關,。那么,，SST神經(jīng)元的活動如何增強VTA中多巴胺神經(jīng)元的活動，并導致NAc中多巴胺（DA）的釋放增加從而產(chǎn)生促社交的行為效應呢,？考慮到SST神經(jīng)元是抑制性神經(jīng)元,，因此研究人員推測SST神經(jīng)元可能是作用于VTA的局部GABA能神經(jīng)元從而去抑制多巴胺神經(jīng)元。與此設想一致，離體腦片膜片鉗記錄發(fā)現(xiàn),，相比于VTA多巴胺神經(jīng)元,，SST神經(jīng)元與VTA GABA神經(jīng)元形成突觸連接的概率更高、突觸效能更強,。在體多巴胺探針檢測進一步發(fā)現(xiàn)抑制SST神經(jīng)元至VTA的投射后,，小鼠社交時NAc中DA的釋放顯著減少，從而證實了去抑制的設想,。這些實驗結果表明,，BF SST神經(jīng)元抑制VTA GABA能神經(jīng)元并去抑制多巴胺神經(jīng)元，從而產(chǎn)生促社交的行為效應（見下圖）,。這些新發(fā)現(xiàn)不僅加深了對社交行為神經(jīng)機制的理解,，同時為臨床上干預社交障礙的醫(yī)學實踐提供了潛在新靶點。

基底前腦促進社交行為及其神經(jīng)環(huán)路機制

課題組成員汪軍,、李杰和楊倩為該論文共同第一作者,，徐晗教授為該論文通訊作者。該研究工作得到了浙江大學段樹民教授,、吳志英教授,、徐貞仲教授，北京大學李毓龍教授和上海交通大學徐天樂教授的大力支持,。感謝科技部重點研發(fā)計劃項目,、國家自然科學基金委重大研究計劃項目、國家自然科學基金委面上項目,、以及浙江省自然科學基金委杰出青年項目等的資助,。