Sci Adv：小鼠间的“生命之吻”——救援行为的神经回路基础

亲社会行为广泛存在于人类社会中，如扶助跌倒者、援助困境中的朋友等，这些行为的内在驱动力深受心理学家和神经科学家的关注。此类行为对物种存续至关重要，不仅见于人类，也体现在啮齿类动物身上，但其背后的神经机制尚未完全明晰。

关于麻醉状态，尽管已知疼痛刺激可唤醒个体，但小鼠是否具备唤醒麻醉同伴的亲社会行为尚不清楚。同时，尽管伏隔核（NAc）在调控目标导向行为中扮演角色，但它在亲社会行为中的具体作用机制仍有待探索。

2025年1月22日，安徽医科大学张智、陶文娟及王立奎研究团队在《Science Advances》期刊上发表了一篇题为“旁观者小鼠对麻醉同类展现救援样行为（拖舌），通过舌-脑连接促进觉醒的神经回路机制”的研究论文。该研究发现，旁观者小鼠会对处于麻醉状态的同类表现出救援行为，具体形式为拖舌动作，并且这种行为能够有效促进麻醉小鼠的觉醒。这一行为背后存在特定的神经回路机制：PVTGlu→NAcShPV→D1-MSN回路负责驱动旁观者小鼠的救援行为，而舌→MTNGlu→LCNE回路则负责促进麻醉小鼠的觉醒。此研究成果不仅增进了我们对动物亲社会行为及其神经调控机制的理解，还为探索跨物种行为进化保守性提供了宝贵线索，有望对相关领域的未来研究产生积极推动作用。

小鼠救援行为的发现及其特性

研究者首先利用旷场实验，探究了旁观者小鼠在面对麻醉小鼠与玩具小鼠时的行为差异。实验将小鼠置于旷场装置中心，并分别引入不同刺激物，记录5分钟内的活动情况。结果显示，当存在麻醉小鼠时，旁观者小鼠在旷场中央区域的停留时间明显延长，显示出对麻醉同伴的浓厚兴趣。

进一步观察发现，旁观者小鼠对麻醉同伴表现出嗅闻、梳理、舔眼和拖舌等多种行为。通过对这些行为的持续时间和发生次数进行量化分析，研究者发现拖舌行为在持续时间和频次上均远超其他行为，成为最为显著的一种。

在性别差异研究方面，研究者设置了不同性别小鼠与熟悉或陌生麻醉小鼠的互动实验。结果表明，存在明显的熟悉度效应，且雌性小鼠对陌生麻醉小鼠的拖舌行为显著少于雄性小鼠。

此外，研究者还记录了旁观者小鼠在进行不同行为时的咬肌肌电图。结果显示，在拖舌行为发生时，咬肌活动显著增强，进一步证明了拖舌行为的独特性。

拖舌行为对麻醉小鼠唤醒作用的探究

为了深入理解拖舌行为的功能，研究者设计了实验，将接受旁观者小鼠拖舌行为的麻醉小鼠设为实验组，未接受拖舌行为的麻醉小鼠设为对照组，并记录麻醉小鼠的翻正反射恢复（RORR）时间。实验结果显示，实验组麻醉小鼠的RORR时间明显缩短，意味着它们从全身麻醉状态中恢复得更快。

为进一步探究不同部位刺激对RORR时间的影响，研究者分别对麻醉小鼠的后爪、背部和舌头等部位进行了刺激。实验发现，仅舌刺激能够显著缩短RORR时间。

此外，研究者还通过脑电图和肌电图监测了麻醉小鼠在苏醒期的状态。通过对比舌刺激组和未刺激组的爆发抑制比（BSR），结果显示舌刺激组在苏醒期的BSR明显降低，这进一步证实了舌刺激对麻醉小鼠觉醒的促进作用。

MTNGlu与舌及唤醒的关联

接下来，为了观察舌的神经支配来源，向舌注射病毒进行神经追踪。结果表明中脑三叉神经核（Mesencephalic trigeminal nucleus，MTN）的谷氨酸能神经元（MTNGlu）直接投射到舌。

拖舌救援行为的神经机制探究

通过观测c-Fos表达来标记被救援行为激活的神经元，研究者发现，在实施救援行为时，麻醉小鼠的中缝核尾部（MTN）和蓝斑（LC）中的c-Fos+神经元数量显著增加，表明这些区域的神经元被激活。进一步在体记录不同部位刺激下LC去甲肾上腺素能神经元（LCNE）的放电情况，结果显示，舌刺激相较于其他部位刺激，能更有效地提高LCNE神经元的自发放电率。

利用光遗传学和化学遗传学实验，研究者确定了LCNE神经元接收来自MTN谷氨酸能神经元（MTNGlu）的直接单突触输入，并指出MTNGlu神经元是救援行为诱导快速唤醒效应的关键因素。

PVT与NAcSh在救援行为中的神经回路解析

接下来，研究者利用c-Fos分析探究了不同行为小鼠的大脑活动，发现旁观者小鼠在救援行为时，丘脑室旁核（PVT）和伏隔核壳（NAcSh）显著激活。通过病毒注射和免疫荧光染色技术，研究者确定了PVT谷氨酸能神经元（PVTGlu）投射到NAcSh的细胞类型和连接方式，并利用光纤光度记录技术监测了这些神经元的钙活性变化，结果显示在救援行为中这些神经元的钙活性发生了改变。

为了进一步验证PVTGlu→NAcSh回路在救援行为中的作用，研究者采用了化学遗传学操作，在特定脑区注射病毒并给予CNO或对照溶剂，观察小鼠的行为变化。结果证实了PVTGlu→NAcSh回路在救援行为中的不可或缺性。

最后，借助显微内窥镜钙成像技术，研究者在NAcSh脑区以单细胞分辨率观察了神经元的活动，发现NAcSh神经元在救援行为中呈现出不同的反应趋势。进一步分析表明，PVTGlu神经元通过调节NAcSh中小清蛋白阳性中间神经元（NAcShPV）的活动来控制救援行为。

NAcSh中神经元对救援行为的调节机制

为深入探究伏隔核壳（NAcSh）中不同神经元对救援行为的调节作用，研究者在D1-Cre和D2-Cre小鼠的NAcSh区域注射病毒，并运用光纤光度记录技术监测这些神经元在小鼠执行救援行为时的钙信号变化。

实验结果显示，当旁观者小鼠实施拖舌救援行为时，NAcSh中表达多巴胺D1受体的中棘神经元（NAcShD1-MSN）的活性受到抑制，而表达D2受体的神经元（NAcShD2-MSN）仅在嗅闻阶段表现出活性增强。

为进一步验证这些发现，研究者采用化学遗传学方法，向特定脑区注射病毒并给予化学配体，观察小鼠行为的变化。实验结果表明，抑制NAcShD1-MSN会增加救援行为的发生频率，而激活该神经元则减少救援行为。相反，对NAcShD2-MSN的调节并未对救援行为产生显著影响。这些结果有力地证明了NAcShD1-MSN在调节救援行为中发挥着关键作用。

总结与探讨

亲社会行为对于社会性物种而言具有显著的优势，然而，关于这种行为使他人受益的神经机制尚不明朗。本研究中，作者观察到旁观者小鼠会对处于麻醉状态的同笼伙伴表现出拖舌这一类似救援的行为，并发现这种行为通过特定的舌-脑回路有效促进了麻醉小鼠的快速苏醒。具体而言，作者揭示了从舌至中缝核尾部谷氨酸能神经元（MTNGlu），再至蓝斑去甲肾上腺素能神经元（LCNE）的直接神经回路，该回路是驱动接受救援行为的麻醉小鼠快速苏醒的关键因素。对这一回路的人为抑制消除了救援行为所带来的快速苏醒效果。此外，研究还揭示了丘脑室旁核谷氨酸能神经元（PVTGlu）向伏隔核壳（NAcSh）的投射在救援行为中的介导作用。

本研究的核心价值在于，它首次揭示了小鼠之间一种新颖的亲社会行为——拖舌救援行为，并深入剖析了其背后的神经回路机制。这一发现不仅为我们理解动物的亲社会行为奠定了坚实的基础，同时也激发了诸多值得深入探讨的问题。例如，在自然环境中，这种行为在小鼠种群中的普遍性如何？在漫长的进化历程中，它与其他物种的类似行为是否存在某种潜在的关联或共性？从神经科学的视角来看，这些在小鼠中的发现能否为人类利他行为的研究提供有益的线索或启示？

展望未来，研究可以沿着这些富有潜力的方向继续深化，以期进一步拓宽我们在动物行为学和神经科学领域的认知边界，为揭示亲社会行为的本质及其神经机制贡献更多的智慧与力量。

原文链接：https://www.science.org/doi/epdf/10.1126/sciadv.adq3874