小鼠攻擊實(shí)驗(yàn)

（Resident-Intruder Test）

條件性位置偏好實(shí)驗(yàn)

（Conditioned Place Preference，CPP）

操作條件實(shí)驗(yàn)

（Operant Conditioning, 改造斯金納箱實(shí)驗(yàn)）

研究發(fā)現(xiàn)，在小鼠的杏仁核皮質(zhì)區(qū)（Posterior Cortical Amygdala (COApl）中，有一群特定的神經(jīng)元在攻擊行為發(fā)生時(shí)高度活躍。

研究團(tuán)隊(duì)聚焦于COA腦區(qū)，探究其內(nèi)調(diào)控欲求攻擊的特定神經(jīng)元。此前，David J. Anderson實(shí)驗(yàn)室已發(fā)現(xiàn)下丘腦腹內(nèi)側(cè)核（VMHvl）的ESR1（雌激素受體α）神經(jīng)元是攻擊行為的“啟動核心”。基于此，團(tuán)隊(duì)檢測了COA中是否同樣存在此類神經(jīng)元，并驗(yàn)證其功能：

驗(yàn)證方法：

方法一：神經(jīng)元或腦區(qū)在行為發(fā)生時(shí)是活躍的有發(fā)放的（如c-Fos表達(dá)增加）。

方法二：調(diào)控這些神經(jīng)元的時(shí)候，對應(yīng)的行為發(fā)生改變，如激活/抑制神經(jīng)元可直接增加或降低行為（基于光遺傳學(xué)或化學(xué)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)）。

結(jié)果：

通過染色技術(shù)（如c-Fos標(biāo)記）證實(shí)COApl內(nèi)ESR1神經(jīng)元在攻擊行為中高度活躍。

通過光纖記錄和化學(xué)遺傳學(xué)方法進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)COApl內(nèi)ESR1神經(jīng)元在攻擊前有大量發(fā)放，抑制該神經(jīng)元會降低攻擊行為、增加社交行為。

Q1：這種攻擊行為具有性別差異嗎？年齡對攻擊行為有影響嗎？

A1：①有性別差異。雄性和雌性的攻擊性不太一樣，且ESR1神經(jīng)元是雌激素受體（Estrogen receptor），牽涉到此類受體的，雄雌差異更大。此外，本文研究的COAplEsr1神經(jīng)元非常特別，雄鼠里面的雌激素受體神經(jīng)元負(fù)責(zé)攻擊行為，在雌性中不負(fù)責(zé)攻擊行為，而是負(fù)責(zé)社交行為。②年齡是對攻擊行為有直接影響，一般情況下成年的、有性經(jīng)歷的，其的攻擊行為會顯著增加。

Q2：鈣成像和光遺傳聯(lián)合的closed-loop，是基于本研究中的神經(jīng)元幾乎只響應(yīng)欲求攻擊這一行為嗎，還是此時(shí)也需要同時(shí)考慮行為識別的結(jié)果？

A2：某種特殊行為，可以全程用此類closed-loop，但如果還響應(yīng)其他的刺激的話，最好是能再結(jié)合其他行為識別，如識別兩只小鼠之間的距離，再結(jié)合鈣信號的發(fā)放，同時(shí)對光遺傳設(shè)備進(jìn)行信號的輸入（即觸發(fā)光遺傳即時(shí)進(jìn)行調(diào)控），檢驗(yàn)最終結(jié)果。

Q3：本研究中，研究攻擊行為時(shí)選擇了狐貍尿液，花生這類氣味作對照，選擇這類氣味的原因是什么，為什么不選擇其他氣味？

A3：COApl接受主嗅球的投射，主嗅球接受嗅上皮的輸入，經(jīng)典理論認(rèn)為嗅上皮負(fù)責(zé)自然的氣味輸入。因此本研究選擇自然環(huán)境就有的氣味，如狐貍尿液、花生等。

光纖記錄+光遺傳 vs 化學(xué)遺傳的優(yōu)勢

1. 時(shí)間精度

光遺傳：毫秒級實(shí)時(shí)調(diào)控，閉環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)神經(jīng)活動-行為同步干預(yù)

化學(xué)遺傳：分鐘級延遲，持續(xù)抑制干擾階段區(qū)分

2. 空間特異性

光遺傳：靶向特定行為階段（如攻擊欲求期）和細(xì)胞類型

化學(xué)遺傳：全局抑制影響非目標(biāo)行為和鄰近腦區(qū)

3. 動態(tài)解析

光遺傳：多模態(tài)實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)，揭示行為轉(zhuǎn)化機(jī)制

化學(xué)遺傳：僅能統(tǒng)計(jì)行為頻次，無法解析動態(tài)過程

4. 可控性

光遺傳：可逆調(diào)控適配復(fù)雜范式（攻擊-休息循環(huán)），硬件集成簡化操作

化學(xué)遺傳：不可逆藥效增加代謝控制難度