文献研读|李婕（2020级博士）：Science|前扣带回皮层到隔核的投射调控疼痛和镇痛的社交转移

20210307

摘要

共情，即接受他人的感觉和情绪状态，在社会互动中起着至关重要的作用。尽管在历史上，共情曾经被认为是一种仅在人类中存在的高级情感认知过程，但现在人们渐渐认识到，包括啮齿动物在内的许多物种都表现出进化上保守的共情行为，比如观察性恐惧。因此，探究在物种中调节共情行为表现的神经机制，可能有助于现代神经科学方法的应用。本研究发现，与经历疼痛或吗啡镇痛的小鼠进行短暂的社会互动会导致这些经验感受转移到它的社会伴侣身上。且结果表明镇痛和恐惧两种行为的社会传递所需的前扣带回皮层(ACC)-依赖的神经环路是有区别的。

研究背景

前扣带回皮层(ACC)是神经环路中的一个主要节点，且主导了共情行为。在人类和啮齿动物中，ACC对于对直接和观察到的疼痛的情感和动机反应以及疼痛的社会转移都尤为关键。ACC被认为与调节情绪和动机状态的大脑广泛区域进行交流，包括丘脑、脑岛、杏仁核和伏隔核(NAc)。然而，这些特定的ACC回路元件在共情相关行为中的特异性投射路径尚不清楚。

结果与讨论

1、将观察者（bystander）和经历炎性疼痛（CFA pain）的同笼小鼠之间进行了1小时的社会互动，发现观察者小鼠出现了持续约4-24小时的机械性痛觉过敏。并且这种疼痛的社会转移在热刺激测试后依然很明显。

社会活动能导致ACC和几个下游靶点的神经元激活，包括伏隔核(NAc)。从ACC到NAc输入的双向操控可以影响疼痛的社会转移，但这种操控不影响用于测定疼痛阈值的机械敏感性。

2、不同的ACC投射控制疼痛和恐惧的社会转移

  镇痛存在的快速社会转移，需要ACC-NAc的输入性活动。而恐惧的社会转移则不需要ACC-NAc的输入，而是需要ACC到基底外侧杏仁核(BLA)的输入性活动。行为学研究显示，观察者与经历疼痛和吗啡镇痛的同伴互动后，也能出现疼痛缓解现象。疼痛和镇痛的社会转移都需要从ACC到NAc的投射，而恐惧的社会转移则只需要ACC至BLA的投射。

总结

两种不同的前扣带回皮质(ACC) 神经环路介导了疼痛状态和恐惧的社会性传递。具体地说，ACC到NAC的输入活动对于疼痛和镇痛的社会传递是必要的，但对于恐惧的社会传递来说并不是必需的，这反而需要ACC到BLA的输入活动。

研究表明前扣带回皮层(ACC)，通过影响不同的下游目标，在小鼠中介导了不同的共情行为。阐明动物模型中调节共情的特异性环路机制，有助于使用非侵入性技术针对人类受试者开展相关研究。对共情大脑机制的更精细理解也将加速与神经精神障碍相关的共情缺陷的新疗法的开发。

原文链接:

https://doi.org/10.1126/science.abe3040