转自：生物谷
动物界中，雄性和雌性在攻击行为上表现出显著的差异。为了更好的生存，争夺资源和保护家人，雄性动物通常都表现出更高水平的攻击性，而雌性则相对较少。
这种行为差异在人类和其他哺乳动物中都有观察到。尽管性别二态性攻击行为在行为学上已经被广泛研究，但其背后的神经回路机制仍不清楚。特别是，哪些神经回路在雄性中促进攻击行为，而在雌性中则抑制或不触发攻击行为，这一点尚未明确。
2024年7月16日，神经生物学领域的顶级期刊Neuron发表了浙江大学脑科学与脑医学学院段淑敏教授和余艳琴教授团队的最新研究成果，文章题为“A hypothalamic-amygdala circuit underlying sexually dimorphic aggression”，在这项研究中，研究人员发现了小鼠中介导雄性攻击行为的下丘脑-杏仁核回路。
大脑中，攻击性行为在雄性和雌性中存在差异的原因是什么？
经过数十年的研究，研究人员确信下丘脑腹内侧部 (VMHvl) 的腹外侧部分是与雄性攻击行为相关的关键区域，但是，即使已知这一大脑区域会引发啮齿动物的攻击性行为，但这些回路如何相互连接并控制性别差异攻击仍不清楚。基于已有的文献和研究，本研究团队提出了一个假设：存在一个特定的神经回路，即下丘脑-杏仁核回路，它在性别二态性攻击行为中起关键作用。
为了弄清楚下丘脑腹内侧部 (VMHvl)区域如何影响雄性和雌性小鼠的攻击性，研究人员们使用了一种特殊的病毒工具，这种工具可以精确地激活VMHvl区域中特定的神经元（这些神经元上有雌激素受体1（Esr1））。通过这种方法，科学家们可以控制这些神经元的活动，并观察小鼠的行为变化。实验的结果发现，当这些神经元被激活时，雄性小鼠的攻击行为明显增加，但雌性小鼠却没有表现出攻击行为的变化。
图一：VMHvl Esr1神经元的药物遗传学激活会诱发雄性特异性攻击性，并差异性地激活男性和女性的下游大脑区域
从VMHvl到pSI，神经环路主宰着攻击行为的性别二态性
进一步的，如图一的M-O图所示，通过药物遗传学激活 VMHvl Esr1神经元后，pSI 是最明显的男性偏向区域。pSI 是杏仁核中新发现的一个区域，已有的文献表明，它会引起类似水平的男性和女性攻击性。以往的研究表明，脑中下丘脑内侧腹侧区（VMHvl）的神经元通过神经纤维与pSI脑区相连，为了进一步明确这些神经纤维在pSI中扮演什么角色，以及它们是否与性别二态性的攻击行为有关，研究者们在雄性小鼠的VMHvl区域注射了一种工具病毒，这种病毒可以表达出红色荧光蛋白，从而标记出神经纤维的终点。然后，他们发现在pSI区域有大量这种红色荧光蛋白的信号，而在邻近的其他脑区则很少。
通过进一步实验，研究者们激活了VMHvl区域的神经元，并观察到雄性小鼠之间的攻击行为显著增加。当他们使用光遗传学技术沉默pSI区域的神经元时，这种增加的攻击行为就被阻断了。这就证实了VMHvl区域的神经元能够通过pSI区域的神经元来调节雄性小鼠的攻击行为。也就是说，VMHvl和pSI之间的神经回路是控制雄性攻击行为的关键。
图二：VMHvl 和 pSI 之间的回路介导雄性的攻击行为
同途殊归：雄性“走向冲动”，雌性“走向冷静”
为了确定VMHvl到pSI的神经投射是否存在性别差异，以及这些差异如何影响攻击行为。研究人员使用了病毒追踪技术来标记VMHvl区域到pSI的神经投射，研究结果表明，雄性小鼠在VMHvl到pSI的兴奋性连接上更为密集，而雌性小鼠则在抑制性连接上更为密集，这直接导致了两性在攻击行为上的差异。
此外，电生理记录显示了性别之间在突触传递特性上的差异，如潜伏期、峰值幅度和E/I比。这些发现进一步支持了性别二态性攻击行为神经回路的存在。
图三：VMHvl Esr1 -pSI 投射中的性别差异突触传递
随着神经科学的发展，我们对大脑的认识越来越深入。我们的每一个行为，每一次情绪的波动，背后都有其神经生物学的基础。但更重要的是，这些发现提示我们，对于行为的科学理解，应当超越表象，触及其深层次的生物学机制。
在这项研究中，研究人员揭示了性别二态性攻击行为背后的神经回路机制，特别是下丘脑内侧腹侧区（VMHvl）到后部实质（pSI）的神经投射如何影响雄性和雌性的行为差异，这对于我们理解性别在行为上的差异提供了重要的神经生物学视角。
参考文献：
Zhu Z, Miao L, Li K, Ma Q, Pan L, Shen C, Ge Q, Du Y, Yin L, Yang H, Xu X, Zeng LH, Liu Y, Xu H, Li XM, Sun L, Yu YQ, Duan S. A hypothalamic-amygdala circuit underlying sexually dimorphic aggression. Neuron. 2024 Jul 10:S0896-6273(24)00457-4. doi: 10.1016/j.neuron.2024.06.022. Epub ahead of print. PMID: 39019042.
撰文 | 之予
编辑 | lcc
