新生兒的不適會促使父母給予照顧。然而，新生兒的痛苦也會使父母產(chǎn)生挫折感和負面情緒，人類和動物都會通過育兒行為來減少這種情緒。無論是生育的雌鼠還是未生育的雌鼠，在面對孤立幼崽發(fā)出的“哀嚎”信號時都會表現(xiàn)出親代撫育行為。然而，消極情緒影響親代撫育行為的神經(jīng)機制仍不清楚。

近日，瑞士洛桑大學基礎神經(jīng)科學系Manuel Mameli研究團隊在Neuron雜志發(fā)表研究，發(fā)現(xiàn)了外側(cè)韁核（LHb）一個新的功能，對新生小鼠的痛苦信號作出反應并影響成年鼠和新生鼠之間的互動。

LHb在幼崽痛苦信號和撫育行為中的作用

研究人員將未生育的雌鼠放置在競技場并暴露于陌生幼崽中，通過行為圖量化了雌鼠親代行為的頻率和持續(xù)時間，包括筑巢、幼崽梳理和幼崽取回[Fig.1A,B]。發(fā)現(xiàn)雌鼠第一次接觸幼崽時，幼崽取回事件偶爾發(fā)生，其概率隨后續(xù)幼崽的增加而增加，并通過播放變形了的幼崽求救信號時會使雌鼠產(chǎn)生實時地點厭惡（RTPA）[Fig.1C,D]。因此，未生育雌鼠對新生兒的痛苦發(fā)聲會表現(xiàn)出撫育行為并伴隨著負性情緒。

接下來，研究人員記錄了幼崽求救和整個親代行為中LHb神經(jīng)元群體的鈣動態(tài)，發(fā)現(xiàn)播放變形的幼崽求救信號時會導致LHb活動的時間鎖定增加，同時在幼崽取回中（而不是梳理和筑巢）也發(fā)生了LHb活性大幅增加，而當雌性將幼崽放進巢穴時其活性下降[Fig.1E-H]。因此，LHb神經(jīng)元興奮是雌鼠響應幼崽求救信號和驅(qū)動負性情緒所必需的。

Figure 1 親代行為期間的LHb神經(jīng)元動力學

LHb神經(jīng)元亞群差異響應幼崽取回和負面情緒

緊接著，研究人員利用在體顯微內(nèi)窺鏡GCaMP6f成像檢查了幼崽取回是否由離散的LHb神經(jīng)元亞群協(xié)調(diào)。發(fā)現(xiàn)只有一部分LHb神經(jīng)元在幼崽相互作用與幼崽取回中熒光增加相匹配，并通過光譜聚類算法識別了兩個分離的神經(jīng)元亞群，僅限于簇II細胞的幼崽取回期間神經(jīng)元活性增加[Fig.2C-F]。

這表明參與幼崽取回的LHb神經(jīng)元在功能上是分離的，簇II LHb神經(jīng)元專門從事親代行為，而不是其他社交行為。此外，幼崽取回激活的神經(jīng)元位于LHb的內(nèi)側(cè)區(qū)域，因此，親代行為招募的厭惡反應位于中間的LHb神經(jīng)元群體中。

Figure 2 LHb亞群差異性地響應幼崽取回事件

轉(zhuǎn)錄譜分析撫育行為相關的BNSTLHb神經(jīng)元

BNST的突觸輸入影響并控制位于內(nèi)側(cè)的LHb神經(jīng)元的活動，同時BNST感知激素變化和幼兒刺激，其受損會損害親代行為。研究人員推斷，幼崽取回激活的LHb細胞由BNST神經(jīng)支配（BNSTLHb）。

而后對未生育雌性BNSTLHb神經(jīng)元的進行高通量單核測序分析[Fig.3C]。通過聚類分析發(fā)現(xiàn)兩個表達不同轉(zhuǎn)錄性質(zhì)的BNSTLHb群體（簇A，B），基因本體分析突出顯示了兩個簇的“生物學過程”，其中包含術語“行為”，并在簇A中選擇性地發(fā)現(xiàn)了與激素過程、社交和母性行為相關基因的富集[Fig.3D-F]。

Figure 3 與撫育行為相關的BNSTLHb神經(jīng)元分子特征

BNSTLHb神經(jīng)元追蹤撫育行為并介導厭惡

最后，研究人員利用光激活和抑制BNSTLHb神經(jīng)元，發(fā)現(xiàn)BNSTLHb激活有效地促進了幼崽的取回，而BNST到LHb投射的沉默則抑制該行為[Fig.4A-D]。

此外，BNSTLHb細胞增加了其對厭惡性足底點擊的活性，表明該神經(jīng)元亞群參與了負面情緒編碼。因此，BNST投射（1）激發(fā)LHb細胞對負刺激的反應，（2）對未生育雌鼠的幼崽取回行為是充分且必要的。

Figure 4 BNSTLHb神經(jīng)元激活促進厭惡和追蹤幼崽取回行為

結(jié) 論

在本文中，研究人員發(fā)現(xiàn)接受終紋狀核的LHb神經(jīng)元（BNSTLHb）在親代行為中的特征。即未生育雌鼠的LHb神經(jīng)元在幼崽發(fā)出求救聲后會增加其活動，并編碼幼崽叫聲驅(qū)動的厭惡反應。在幼崽取回期間，LHb活性升高，而LHb失活則抑制幼崽取回行為。最后，追蹤和操縱BNSTLHb細胞活性證明了其編碼負性情緒和幼崽取回行為的特異性。

參考文獻：

Lecca, Salvatore et al. “A neural substrate for negative affect dictates female parental behavior.” Neuron, S0896-6273(23)00027-2. 26 Jan. 2023, doi:10.1016/j.neuron.2023.01.003

編譯作者：Young（brainnews創(chuàng)作團隊）

校審：Simon（brainnews編輯部）

標簽：