社交行为和情绪识别是生物成功生存以及种群扩展的核心能力,其背后依赖大脑复杂的神经调控网络。其中,岛叶皮层(insula cortex,aIC)被认为是负责整合社交信息、痛觉及内感受的关键脑区。然而,该区域局部抑制性神经元如何参与调控社交行为一直是神经科学的未解之谜。近日,《Cell Reports》发表的一项研究首次揭示,小白蛋白阳性中间神经元(PVINs)在岛叶无颗粒区中通过调控锥体细胞(PNs)的目标偏好重组,动态控制社交熟悉度与情绪识别,为社交行为的神经机制研究提供了全新视角。

PVINs特异性活性:如何编码社交信息
研究团队通过显微内镜钙成像和化学遗传学技术发现,岛叶区域的PVINs在社交互动中存在显著的特异性活性变化。
家庭笼(HC)测试结果:在与同类(社交刺激)的互动中,16.5%的PVINs活性显著升高(定义为Social-ON细胞),仅0.9%活性降低(Social-OFF细胞)。这些细胞的活动频率在社交期显著增加,与互动时长无相关性,证明PVINs直接编码社交信息,而不仅是对行为强度的响应。
PVINs动态重组:如何建立社交熟悉度
为了进一步探究PVINs对社交熟悉度的调控规律,研究开展了线性箱(LC)测试,观察小鼠对社交刺激(同类)与非社交刺激(物体)的偏好动态。
偏好变化动态:
初次接触时,小鼠更偏好社交刺激,而熟悉后对其偏好减弱。钙成像数据显示,与社交刺激相关的PVINs具有极高的动态性——初次社交(S1期)中92.6%的社交活性Rsoc-ON细胞由非特定刺激条件下的Other细胞转换来形成,社交刺激诱导PVINs向Social-ON细胞转换的比例(12.0%)显著高于非社交刺激(2.2%)。
化学遗传学验证:通过抑制aIC的PVINs,结果显示小鼠无法失去对同类的偏好,无法形成熟悉度记忆。锥体细胞(PNs)的目标偏好重组异常,表现在对熟悉同类和非社交刺激的转换比例显著失控,PVINs调控的社交熟悉度形成机制受损。
PVINs调控情绪识别:谁在感知同伴应激状态
研究团队设计了情绪识别(ER)测试,以进一步观察PVINs在识别同类情绪信息上的贡献。
情绪识别能力丧失:正常情况下,小鼠能识别同类的应激状态,与受应激同伴互动时长显著增加。然而抑制aIC PVINs后,小鼠无法识别同类的应激状态,互动偏好完全消失。
钙成像结果:应激刺激显著增加PVINs对ST同伴的特异性激活(S2期RST-ON比例显著高于LNST-ON),这种激活直接调控锥体细胞(PNs)的情绪编码。正常情况下,PNs倾向于识别RST-ON(识别应激目标细胞)的转换比例显著高于LNST-ON(低应激目标),而在PVINs受抑制后,这一比值降低至几乎相等。
研究意义:填补脑区社交功能机制空白
这项研究首次揭示了岛叶无颗粒区的小白蛋白中间神经元(PVINs)的核心调控作用:
社交行为调控:PVINs通过动态调控锥体细胞目标偏好实现社交熟悉度的形成;
情绪识别调控:PVINs作为情绪信息处理的节点,通过锥体细胞编码完成目标特异性和情境依赖的情绪识别。
临床启示:或为社交障碍提供新靶点
PVINs功能异常已被认为与自闭症和精神分裂症等社交情绪障碍相关。这项研究为岛叶皮层PVINs的功能提供了精准定位,未来通过调控aIC PVINs,或有望为相关疾病的治疗开辟新方向:
自闭症治疗:改善PVINs功能异常,提升患儿社交熟悉度形成与情绪识别能力;
精神分裂症干预:通过靶向PVINs调节锥体细胞,缓解情绪识别障碍导致的社会互动问题;
新药研发:以PVINs为靶点开发特异性药物或神经调节技术,针对受损脑区功能实现精准干预。
总结
岛叶皮层PVINs通过调控锥体细胞的目标偏好重组,实现对社交熟悉度与情绪识别的双重调控。这项研究首次全面阐明PVINs的功能,为自闭症、精神分裂症等伴随社交障碍的疾病治疗提供了新的切入点,未来针对这一神经节点的干预或将成为探索社交障碍治疗的新方向。



