Mecanismos Neurobiológicos de Ligação Social e Pareamento (2015)

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Sumário

Introdução

As relações que formamos com a família, amigos e parceiros românticos são essenciais para a organização e função da sociedade humana. Embora complexas, essas ligações compreendem processos de componentes que podem ser investigados entre as espécies. Uma excelente oportunidade para investigar a base neurobiológica dos apegos sociais é a evolução independente do comportamento de pareamento entre os táxons. Enquanto a promiscuidade sexual é a estratégia de acasalamento dominante em animais (exibida por 95-97% de mamíferos), estratégias de acasalamento socialmente monogâmicas têm evoluído em diversas linhagens, incluindo invertebrados, peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Esses sistemas são caracterizados por conexões sociais seletivas duradouras entre parceiros de acasalamento, embora nem sempre exclusividade sexual. A neurobiologia subjacente desses títulos de par é o assunto desta revisão.

Investigando par de ligação

As oportunidades mais poderosas para investigar a biologia do comportamento estão enraizadas em: primeiro, espécies filogeneticamente distantes exibindo comportamento convergente, em segundo lugar, espécies intimamente relacionadas exibindo comportamento notavelmente divergente e, em terceiro lugar, espécies individuais exibindo altos níveis de variação intraespecífica no comportamento. Dentro desses contextos, abordagens comparativas podem acelerar a identificação de fatores neurobiológicos, genéticos, desenvolvimentais e evolutivos subjacentes ao comportamento em questão [1]. Grande parte de nossa compreensão da neurobiologia da ligação de pares vem de abordagens comparativas em todos os três contextos, particularmente através de investigações da ratazana das pradarias, Microtus ochrogaster. A neurobiologia da ligação de pares em ratos da pradaria será um foco primário, mas não exclusivo, desta revisão.

O gênero Microtus compreende muitas espécies com diversas organizações sociais. Os ratos-da-pradaria exibem um comportamento socialmente monogâmico, bem como o cuidado bi-parental da prole, a agressão seletiva para com estranhos do sexo oposto e o comportamento depressivo após a perda do parceiro [2 •,3]. Os ratos da pradaria também exibem um alto grau de variação intraespecífica nesses comportamentos; por exemplo, machos e fêmeas podem exibir fenótipos "errantes" promíscuos.

A interrogação do emparelhamento em laboratório foi iniciada através de uma série de experimentos usando o teste de preferência do parceiro, em que um indivíduo pode gastar seu tempo livremente com seu parceiro de acasalamento familiar, um novo indivíduo sexualmente receptivo ou isoladamente em uma zona "neutra". [4]. Estas experiências demonstraram que depois de apenas 24 horas de coabitação com um companheiro, os ratos da pradaria - ao contrário de ratazanas montanas ou campestres promíscuas - preferiam afiliar-se com o seu parceiro. Essas "preferências dos parceiros" tornaram-se uma métrica de laboratório para a formação de ligações de pares, e manipulações neurobiológicas dentro desse paradigma identificaram características moleculares únicas do cérebro da ratazana-da-pradaria mediando a fixação social seletiva.

Neuropeptídeos sociais na união de pares

Os neuropeptídeos sociais ocitocina (OT) e vasopressina (AVP) têm papéis profundamente conservados na regulação do comportamento social em invertebrados e taxa de vertebrados, incluindo seres humanos [5]. Em mamíferos, a organização neuroanatômica de neurônios produtores de OT e produtores de AVP e suas projeções axonais em todo o cérebro são amplamente conservadas, enquanto as distribuições de seus receptores alvo - receptor de oxitocina (OTR) e receptor de arginina-vasopressina 1a (AVPR1a) - variam grandemente dentro e através das espécies [6,7]. Acredita-se que a plasticidade evolucionária nesses sistemas tenha contribuído para a diversidade da sociabilidade observada na natureza [7-9].

A distribuição de OTR e AVPR1a no cérebro da ratazana-pradaria difere substancialmente de espécies promíscuas estreitamente relacionadas, com diferenças concentradas em áreas de recompensa mesolímbicas específicas, incluindo o córtex pré-frontal (PFC), nucleus accumbens (NAcc), pallidum ventral (VP) e septo lateral ( LS) [10]. Em pragas de capoeira, o bloqueio de OTR ou AVPR1a nessas áreas durante a coabitação - especificamente o bloqueio OTR no bloqueio NAcc ou PFC ou AVPR1a no LS ou VP - previne a ligação do par [10].

Análises comparativas de quatro Microtina espécies descobriram que as pradarias monogâmicas e de pinheiro exibem maior expressão de AVPR1a no PV em comparação com as ratazanas promíscuas de montana e prado, sugerindo que o aumento da expressão de AVPR1a no VP pode ser um mecanismo que contribui para a evolução da ligação entre pares. Microtines [10]. Em apoio a esta hipótese, a superexpressão de AVPR1a no VP de ratazanas promíscuas induz a união de pares, e o knockdown de RNA de AVPR1a no VP de pragas de pradaria inibe a ligação de pares [11 •]. No entanto, camundongos veados monogâmicos e não-monogâmicos apresentam alta expressão de AVPR1a no VP [12], sugerindo que múltiplos mecanismos contribuem para a evolução de estratégias monogâmicas de acasalamento em roedores; no entanto, a possibilidade de que a expressão elevada de AVPR1a no VP seja uma característica necessária para a evolução da monogamia requer investigação comparativa adicional.

Como os ratos-do-mato, os saguis monogâmicos têm elevada densidade de OTR no NAcc, enquanto macacos monogâmicos de cobre-titânio têm elevado AVPR1a nesta área [13,14 ••]. Análises de tecidos humanos usaram ligantes promíscuos para OTR e AVPR1a [15], mas relataram altas densidades no VP [16]. Será importante re-analisar o tecido humano usando técnicas mais sensíveis e seletivas; no entanto, até onde sabemos, todas as espécies socialmente monógamas examinadas até o momento exibiram alta expressão OTR e / ou AVPR1a no circuito NAcc-VP; esses dados incentivam pesquisas adicionais sobre a regulação neuropeptidérgica desse circuito na evolução da ligação social.

OT e AVP modulam o comportamento de ligação em diversas linhagens [17]. Bloqueio de homólogos de OTR e AVPR1a em peixes ciclídeos monogâmicos reduz o comportamento afiliativo durante a formação de vínculos [18], e a distribuição de OT exógena promove comportamento afiliativo para parceiros coespecíficos e humanos em cães [19]. O homólogo OTR medeia o comportamento de união de pares em tentilhões monogâmicos [20,21 •,22]. OT e AVP regulam o comportamento de união de pares em saguis e macacos titiços de cobre, respectivamente [23-25]. Os humanos exibem uma gama de comportamentos de ligação de pares e OXTR e AVPR1A variantes genéticas estão associadas ao status de relacionamento [26,27]; os níveis de OT do plasma predizem taxas futuras de sucesso em relacionamentos românticos [28]; e em homens ligados romanticamente, o TO intranasal aumenta a atividade do NAcc enquanto visualiza o rosto de um parceiro e aumenta a distância interpessoal preferida de mulheres desconhecidas [29 ••,30].

Sistema de dopamina mesolímbica na formação de vínculos pareados

Todos os sistemas nervosos enfrentam o desafio de filtrar, converter e atualizar uma barreira contínua de informações sensoriais multimodais em associações aprendidas que guiam o comportamento adaptativo [8]. Eun vertebrados, o sistema de recompensa mesolímbico - compreendendo em parte conexões entre a área tegmental ventral (VTA), PFC, NAcc, VP e LS - é um sistema neural evolutivamente conservado que facilita esse processo gerando motivação para buscar recompensa e evitar a aversão, e atribuindo saliência a sugestões associadas a esses resultados. A ação da dopamina (DA) dentro deste sistema é crítica para estas funções [31].

O sistema mesolímbico DA é essencial para a união de pares. A formação de preferência de parceiros é facilitada pelo acasalamento, o que aumenta a liberação e o volume de negócios da DA na NAcc[10] DUma ação em um de seus receptores-alvo, D2R, no NAcc é necessária para a formação da ligação [10]. Após a ligação, um segundo receptor DA, D1R, é regulado no NAcc e é crítico para a manutenção da ligação mediando a agressão contra estranhos do sexo oposto [32].

Aumento da relação de sinalização D1R: D2R no corpo estriado ventral também foi implicado na dependência e abuso de drogas [33]. Em camundongos, a administração repetida de cocaína aumenta a razão da expressão D1R: D2R no NAcc, e essa reorganização medeia a plasticidade comportamental subsequente. Como mencionado, em prados do par, o emparelhamento aumenta a proporção da expressão D1R: D2R no NAcc, e esta reorganização medeia a plasticidade comportamental subsequente [32]. Estes dados contribuíram para a hipótese de que os pares de vínculos representam dependências sociais entre os parceiros de acasalamento, mediadas em parte pela organização e plasticidade das vias mesolímbicas da DA. [33]. Estudos em zebra finch e coppery titi monkey também relataram reorganização em áreas de recompensa mesolímbicas após a formação da ligação, sugerindo que a plasticidade neural nestas vias pode ser uma característica evolutivamente conservada da união de pares entre as espécies [34,35].

Processos de componentes e outros sistemas na formação de ligações de pares

Numerosos processos de componentes contribuem para unir as ligações. A interação social inicial depende da tolerância da proximidade social, abordagem social e inibição do comportamento de evitação / rejeição. À medida que os parceiros interagem, os sistemas de comportamento afiliativo, reconhecimento social e recompensa contribuem para a formação do vínculo. Após a colagem, o tamponamento social, a proteção do parceiro, o efeito negativo durante a separação e a memória socioespacial facilitam a manutenção do vínculo.

Microtina as espécies variam em tolerância e afiliação social, talvez em parte devido a diferenças na organização mesodilétrica D1R. Em ratos da pradaria, que têm baixos níveis de linha de base de NAcc D1R, a sobre-regulação induzida por ligação de NAcc D1R media uma mudança drástica no comportamento em relação a estranhos do sexo oposto (de afiliação a evitação / rejeição) e seletiva NAcc D1R ativação durante a coabitação inibe a ligação [10]. Em campinas campestres, que têm densidades de NAx D1R de linha de base mais altas e são menos afiliativo, NAcc D1R seletivo bloqueio aumenta o comportamento afiliativo [10]. Em tentilhões zebra, a ativação de sistemas mesolímbicos de DA correlaciona-se com a abordagem, a evitação e o comportamento afiliativo durante a interação social masculino-feminino [36], sugerindo que as vias de AD mesolímbicas podem modular a tolerância social e afiliação entre as espécies.

A ligação em pares também depende do reconhecimento social, um processo neural que, em camundongos, é olfativo e dependente da sinalização OT e AVP. OTRs são distribuídos através de núcleos de processamento olfativo em roedores, enquanto em primatas - em que audição e visão são modalidades sensoriais mais dominantes - OTRs são expressos em áreas críticas para atenção visual e auditiva e processamento, sugerindo que a sinalização OT pode modular aspectos do processamento sensorial em espécies, embora as modalidades particulares possam variar [13,14 ••,37]. Consistente com esta hipótese, polimorfismos humanos em OXTR prever capacidade de reconhecer rostos, sugerindo que o papel de OT no reconhecimento social pode ser conservado entre roedores e humanos, através de modalidades sensoriais [38 ••].

Sistemas neurais adicionais mediam componentes adicionais de formação e manutenção de ligações. A sinalização de opiáceos é importante durante a aprendizagem de recompensa e regula a formação e manutenção de ligações de pares em ratos da pradaria, talvez através da mediação de hedônicos positivos durante a formação e hedônicos negativos durante a manutenção.e [39 •,40]. O sistema do fator liberador de corticotrofina (CRF) medeia a formação de ligações em pares e o comportamento tipo depressivo após a separação / perda do parceiro [3,41]. O buffer social facilita a manutenção de títulos; em ratos-do-mato, após uma experiência estressante, a liberação do TOV na presença do parceiro reduz os níveis de hormônio do estresse e o comportamento semelhante à ansiedade [42 •]. Na natureza, a manutenção de títulos depende do recall preciso do território geográfico do parceiro. Estudos de campo recentes mostraram que as densidades de ligação OTR e AVPR1a nas áreas de navegação espacial / memória predizem o uso do espaço, estratégia de acasalamento ('residente' ou 'errante') e sucesso reprodutivo em pradarias, possivelmente facilitando a integração da informação social (por exemplo, territórios parceiros, concorrentes reprodutivos e / ou oportunidades reprodutivas) em mapas espaciais [43,44,45 •].

Outras formas de apego social seletivo (por exemplo, vínculos maternos) requerem muitos dos mesmos substratos neurais e processos componentes - notavelmente OT, DA, CRF, opioides e reconhecimento social - como vínculos seletivos entre parceiros[17]. De fato, é hipotetizado que a ligação de pares de mamíferos pode evoluir através do recrutamento de sistemas de ligação maternal evolutivamente antigos durante a interação sociosexual para produzir um vínculo seletivo com o parceiro de acasalamento [46,47].

Experiência e união de pares

Em ratos da pradaria, como seres humanos, o ambiente social do início da vida pode impactar a união de casais adultos [48], um fenômeno que pode ser mediado por alterações neuroplásticas em sistemas críticos para a união. Consistente com essa ideia, a estimulação precoce do sistema receptor de melanocortina (MCR), que interage com os sistemas neuropeptídicos e de recompensa, facilita a formação de vínculo em pares na idade adulta [49]. EuEm contraste, a ativação seletiva de D1R em neonatos prejudica a ligação de adultos [50]. Curiosamente, a administração neonatal crônica de OT intranasal em algumas doses prejudicou a ligação em ratos machos adultos da pradaria [51]; no entanto, o aumento da expressão de OTR NAcc em mulheres pré-púberes facilita a ligação de adultos [52] e privação paterna no início da vida (uma manipulação que provavelmente reduz a sinalização OT) prejudica a ligação em pradarias adultas e ratazanas mandarins [48,53]. Esses dados incentivam pesquisas adicionais sobre o papel da experiência na primeira infância e a sinalização do OT na função social do adulto. Interessantemente, o bloqueio da desacetilação de histonas durante a co-habitação aumenta a expressão de NAcc OTR e AVPR1a e facilita a união de pares em pragas, sugerindo que a modificação epigenética é um mecanismo pelo qual a experiência pode moldar os sistemas neurais modulando o comportamento de ligação [54].

Como nos seres humanos, as drogas de abuso prejudicam a capacidade de formar ligações sociais nos campos das pradarias, presumivelmente devido a mudanças plásticas nos circuitos neurais subjacentes. Em ratos da pradaria, a regulação positiva induzida pela anfetamina de D1R inibe a ligação; e após a ligação, o D1R é regulado positivamente e medeia uma diminuição no valor de recompensa das anfetaminas (intrigantemente, um fenómeno que é revertido pelo tratamento com OT) [55-57]. Curiosamente, o consumo de álcool voluntário inibe a ligação em machos, mas não fêmeas, e a facilitação social e a inibição do consumo de álcool ocorrem em pares do mesmo sexo, mas não entre homens e mulheres. [58,59].

Agradecimentos

Notas de rodapé

Referências e leitura recomendada