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共情指的是“能感知、理解其他人情绪状态,进而做出反应的一种能力”。共情是一种进化上非常保守的亲社会行为,普遍存在于从低等到高等动物中。作为一种亲社会行为,共情是构建和谐社会的润滑剂。高共情有助于形成互相帮助、助人为乐的利他主义,反之,低共情则会导致冷漠无情、强奸、杀人等反社会行为。另外,一些精神类疾病比如重度抑郁症、自闭症、精神分裂症、人格障碍等往往伴随着共情行为的异常。因此研究共情相关行为的神经机制不仅具有重要的科研及临床价值,还具有普遍的社会意义。根据其复杂程度,可以将共情划分为三个层次:最简单的“情绪感染”、较为复杂的“同情或安慰行为”及最为复杂的“换位思考或营救行为”。安慰行为指的是未受刺激的“旁观者”对处于疼痛/不幸中个体的一种亲密行为,这种亲密行为能帮助缓解其痛苦。作为中间层次的一种共情行为,安慰行为一般认为存在于具有复杂皮层的动物之中,比如人、大猩猩、狗、海豚、大象、狗等。但最近的研究发现一些社会性较高的啮齿类动物也存在安慰行为,比如草原田鼠(Microtus ochrogaster)。虽然人类对一些简单共情(情绪感染)的神经机制已经有了较为深刻的认识,对于一些复杂共情(安慰行为、营救行为)的发生、性别差异、影响因素、神经机制等方面的研究进行的很不充分。基于此,本论文以单配制高社会性的棕色田鼠(Microtus mandarinus)为实验动物模型,探讨安慰行为的发生及受损的神经内分泌机制。在第一部分研究中,我们首先探讨了经历过社会击败的棕色田鼠个体能否引发配偶的安慰行为,并利用c-Fos的表达变化(神经激活的标志)探讨安慰行为发生的相关脑区。研究结果表明:当实验对象与配偶分离一段时间再团聚后,对其被击败配偶的理毛行为的时间和频率大大增加(如其配偶未受到击败应激则无上述行为发生);随后的分析表明上述行为的改变具有共情行为的相关特征,即:情绪感染、状态匹配、发生于熟悉个体间、能进行自我与非我的区分等;伴随着这一现象的发生,实验对象一些情绪相关脑区被激活(c-Fos表达上升),包括但不局限于ACC、基底外侧杏仁核及中央杏仁核、下丘脑室旁核(PVN)、终纹床核、内侧视前区以及外侧缰核等。我们利用免疫荧光双标技术发现,当安慰行为发生时PVN OT/c-Fos以及ACC GAD67/c-Fos的共染率大大上升,表明在此过程中PVN OT神经元及ACC GABA神经元被特异性激活。随后的药理学研究结果表明,ACC微注射OTR拮抗剂及GABA-A受体拮抗剂能阻止安慰行为的发生。综合以上结果我们可以得出:棕色田鼠存在安慰行为;安慰行为发生时激活很多脑区;ACCOT→GABA神经微环路在棕色田鼠安慰行为中发挥着重要的调控作用。共情损伤是抑郁症典型的症状之一,长期身体或心理应激是引起共情损伤等抑郁相关行为的重要诱因。但身体或心理应激是否会对安慰行为造成不同的影响,通过什么神经机制影响安慰行为目前仍然不清楚。基于此,我们第二部分探讨了长期身体应激(社会击败)及心理应激(替代应激,观察配偶被击败的过程)对棕色田鼠安慰行为的影响。鉴于OT、加压素(AVP)、5-羟基色胺(5-HT)及多巴胺(DA)递质系统在情绪、共情行为中的重要调节作用,我们进一步研究了ACC脑区OTR、加压素受体(V1aR)、多巴胺Ⅰ型及Ⅱ型受体(DIR,D2R)及5-羟基色胺ⅠA型受体(5-HT1AR)在上述两种应激模式下的表达变化,并通过药理学方法探讨上述哪些受体是长期应激导致安慰行为受损的原因。研究结果表明:经历过长期身体应激而非心理应激的棕色田鼠安慰行为下降并表现出抑郁样症状,比如体重下降、血清皮质酮含量上升、焦虑抑郁样行为等;伴随着这些生理行为的改变,ACC OTR,D2R及5-HT1AR的表达出现下调;随后的药理学研究结果表明,ACC微注射上述受体的激动剂能逆转社会击败导致的安慰行为的下降,并缓解其部分焦虑样症状,反之,给予正常动物注射相应受体的拮抗剂可以降低其安慰行为,并使其表现出部分焦虑样症状。综合以上结果可以得出,ACC OTR,D2R及5-HT1AR的表达下调可能是长期社会击败导致棕色田鼠安慰行为下降的主要原因。ACC 5-HT在情绪调节、动机、认知等过程中起着重要调控作用。哺乳动物大脑内的5-HT主要来源于背中缝核(DR)。然而,目前关于5-HT对共情相关行为的调节存在着不一致的研究结果。另外,调节共情相关行为尤其是安慰行为的神经环路还不清楚。基于此,本论文的第三部分我们利用光遗传技术从神经环路水平探讨了DR→ACC 5-HT能神经投射对棕色田鼠安慰行为的影响。我们的研究结果表明,虽然光激活DR→ACC 5-HT能神经环路对棕色田鼠安慰行为没有太大影响,光抑制这一环路则能显著地降低其安慰行为及三箱行为测试中的社会互作率。随后,我们利用光纤记录结合5-HT荧光探针技术首次发现棕色田鼠安慰行为发生时,ACC脑区的5-HT释放量显著上升。这一实验结果为ACC 5-HT递质系统参与调控棕色田鼠安慰行为提供了直接证据。综上所述,通过以上研究我们首次发现:(1)受到社会击败的棕色田鼠能引发同伴的安慰行为,ACC脑区OT-GABA神经微环路在安慰行为发生中起着重要调控作用;(2)长期社会击败能使棕色田鼠表现出抑郁样症状并导致安慰行为下降,ACC OTR,D2R及5-HT1AR的表达下调可能是上述行为发生变化的主要原因;(3)DR→ACC 5-HT能神经环路参与调控了棕色田鼠安慰行为的发生。需要说明的是,为了比较安慰行为及其神经机制可能存在的性别差异,上述研究均包含了雌、雄两性个体。然而我们的结果却很少发现存在性别差异。这或许是因为在单配制动物中,雌、雄需要共同应对环境的挑战进行趋同进化的结果。总之,本论文系统地探讨了棕色田鼠安慰行为发生的神经内分泌机制,增强了人们对啮齿动物共情相关行为的认知,研究结果可以为共情损伤相关疾病(孤独症、精神分裂、心理变态等)的诊治提供一些新的理论依据。