"動(dòng)物具有豐富的行為，而這些行為受到神經(jīng)環(huán)路的控制和調(diào)節(jié)。理解動(dòng)物行為的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制是系統(tǒng)神經(jīng)科學(xué)的終極挑戰(zhàn)之一。我們綜合利用多通道電極記錄、轉(zhuǎn)基因，光遺傳/化學(xué)遺傳操控、單細(xì)胞電生理記錄以及行為學(xué)研究等技術(shù)深入研究神經(jīng)元集群電活動(dòng)與動(dòng)物行為之間的關(guān)系。我們建立了對(duì)小鼠、大鼠、樹鼩和狨猴通用的社會(huì)行為的范式。我們研究組的研究目標(biāo)是不僅要從環(huán)路水平闡述一些哺乳動(dòng)物重要社會(huì)行為的神經(jīng)機(jī)制，而且要通過跨物種研究來理解相應(yīng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)育與對(duì)應(yīng)行為的進(jìn)化之間的關(guān)系。
大鼠共情行為的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制
共情指的是個(gè)體站在他人立場(chǎng)上并且產(chǎn)生和他人相同情感的能力。共情作為一個(gè)高級(jí)的心理過程，其對(duì)生活在社會(huì)中的個(gè)體來說至關(guān)重要。更重要的是，共情能力的異常和很多精神類疾病密切相關(guān)，比如自閉癥、精神分裂癥等。因此，如果能研究清楚共情的神經(jīng)機(jī)制，那么將會(huì)對(duì)精神類疾病的治療提供很大的幫助。
最初的研究認(rèn)為共情能力只存在于人類和類人猿中，然而最近越來越多的證據(jù)表明共情能力從嚙齒類到人類中都是一個(gè)進(jìn)化保守的行為。盡管在嚙齒類中沒有諸如換位思考這樣的高級(jí)的共情形式，但是一些諸如情緒傳染的初級(jí)的共情形式的確是存在的。在各種情緒傳染的行為中，恐懼情緒傳染的研究是最多的。在我們的實(shí)驗(yàn)中，我們改進(jìn)了Kim等人的恐懼傳染的行為范式。在改進(jìn)的范式中，有過電擊體驗(yàn)的大鼠測(cè)到了更強(qiáng)的恐懼情緒傳染。我們發(fā)現(xiàn)從前扣帶回（ACC）到側(cè)背中丘腦（MDL）的投射在大鼠感同身受的僵直反應(yīng)中發(fā)揮重要作用。損毀或者激活A(yù)CC中投向MDL的神經(jīng)元分別會(huì)延遲或者降低感同身受的僵直反應(yīng)。這些結(jié)果都表明這個(gè)投射能夠特定的調(diào)節(jié)這個(gè)行為。我們實(shí)驗(yàn)室會(huì)進(jìn)一步研究大鼠共情行為的更精細(xì)的神經(jīng)環(huán)路基礎(chǔ)。同時(shí)，鑒于我們?cè)谏缃还铝⒌拇笫笾邪l(fā)現(xiàn)了很多行為缺陷，所以我們同樣關(guān)心社交孤立是如何影響大鼠的行為的以及其是否受到共情神經(jīng)環(huán)路的調(diào)控。
動(dòng)物合作行為神經(jīng)機(jī)制及其進(jìn)化的跨物種研究
合作是一種需要高級(jí)認(rèn)知參與的復(fù)雜社會(huì)行為，通常是指兩個(gè)及以上的個(gè)體通過一起行動(dòng)來實(shí)現(xiàn)一個(gè)共同的目標(biāo)。合作能力的強(qiáng)弱對(duì)于生存至關(guān)重要，然而合作形成的原因和過程仍然不清楚。因此，“合作行為是如何產(chǎn)生的”在《科學(xué)》雜志評(píng)選的125個(gè)最重要的科學(xué)問題中排名第16。動(dòng)物行為學(xué)家和行為遺傳學(xué)家一直致力于探究合作行為的遺傳基礎(chǔ)以及分子驅(qū)動(dòng)。作為神經(jīng)科學(xué)研究人員，我們的興趣在于解析動(dòng)物合作行為背后的神經(jīng)機(jī)制以及進(jìn)化過程。因此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)新的時(shí)間協(xié)調(diào)任務(wù)來定量地評(píng)估動(dòng)物的合作能力。這個(gè)新的合作范式的優(yōu)勢(shì)在于其適用于不同的模式動(dòng)物，包括小鼠、大鼠、樹鼩和狨猴，使我們能夠?qū)献餍袨檫M(jìn)行跨物種的比較研究。初步的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，相比于大鼠和小鼠，樹鼩的合作能力是最強(qiáng)的，而大鼠的合作能力優(yōu)于小鼠。在大鼠進(jìn)行合作任務(wù)的同時(shí)，我們也記錄了神經(jīng)元集群的電活動(dòng)，并且在多個(gè)腦區(qū)的神經(jīng)元活動(dòng)中，發(fā)現(xiàn)了編碼與合作相關(guān)信息的證據(jù)。我們的研究目標(biāo)是鑒定編碼合作信息的神經(jīng)元和神經(jīng)環(huán)路，以及通過跨物種研究在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中尋找到驅(qū)動(dòng)合作行為進(jìn)化的機(jī)制。
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研究組組長(zhǎng);高級(jí)研究員
