朱岩课题组揭示动物社交欲望的神经机制

2020年10月22日，中国科学院生物物理研究所朱岩课题组在《Nature Communications》杂志上发表题为Social attraction inDrosophilais regulated by the mushroom body and serotonergic system的文章，以果蝇为模型，建立了一个新的社交亲和行为范式，以此量化动物主动寻求社会交往的内在驱动力，并揭示了动物社交欲望的神经机制。
动物主动接近并探索同类的自然行为，即社会亲和行为(social approach behavior)。该行为提供近距离社会交往的必要条件，也表征了动物摒弃孤独去社会交往的意愿。社会亲和行为是动物各种行为的主要内在动力之一，这种社会动机赋予种群中的个体远远超过孤独个体的生存能力。抑郁症、孤独症、焦虑症等精神疾病的患者常常伴随有社会亲和行为的缺失或异常。因此，研究社会亲和行为的神经机制将有助于我们进一步了解和治疗这类精神疾病。
然而受限于动物的可操作性，可观察性，神经系统复杂性等因素的限制，目前仍缺乏合适的动物模型以及行为范式用于研究社会性的神经本源。那么是否可以以果蝇为模式生物来探究社交欲望的神经机制呢？
朱岩课题组近年来围绕果蝇社会行为的神经机制和分子机制进行一系列研究【1，2】。本研究中，作者们开发了以果蝇为模式动物的高通量社会亲和行为范式。通过大数据量分析，他们首次证实果蝇具有稳定且强烈的社会亲和行为。并且发现仅在同时消除果蝇的视觉和嗅觉功能时可显著降低社会亲和行为。利用神经元沉默以及光遗传学激活手段，发现果蝇中央脑区蘑菇体γ神经元(KCγ)在社交动机的产生中起到重要作用，激活KCγ神经元可以提高果蝇的社会亲和行为，反之抑制KCγ神经元则会抑制果蝇的社会亲和行为。为了探究介导社会动机的神经环路，作者们通过t-GRASP和trans-Tango等实验手段发现嗅觉信息是通过蘑菇体的α/β神经元(KCα/β)传输到KCγ神经元，而视觉信息则是通过第五层扇形体神经元(F5)传输到KCγ神经元。本研究揭示了调控果蝇社交欲望的重要神经环路，为深入解析动物社交欲望的神经机制和理解人类社交相关情感障碍提供了关键的突破口。