Neurobiologické mechanizmy spoločenskej väzby a párového spojenia (2015)

Prejsť na:

abstraktné

úvod

Vzťahy, ktoré vytvárame s rodinou, priateľmi a romantickými partnermi, sú neoddeliteľnou súčasťou organizácie a funkcie ľudskej spoločnosti. Aj keď sú tieto väzby komplexné, zahŕňajú zložkové procesy, ktoré sa môžu skúmať naprieč druhmi. Jednou z vynikajúcich príležitostí na skúmanie neurobiologického základu sociálnych pripútaností je nezávislý vývoj správania párových väzieb naprieč taxónmi. Kým sexuálna promiskuita je dominantnou stratégiou párenia u zvierat (vystavuje 95 – 97% cicavcov), sociálne monogamné stratégie párenia sa vyvinuli v rôznych líniách, vrátane bezstavovcov, rýb, obojživelníkov, plazov, vtákov a cicavcov. Tieto systémy sa vyznačujú pretrvávajúcimi, často celoživotnými, selektívnymi sociálnymi väzbami medzi párovými partnermi, hoci nie vždy sexuálnou exkluzivitou. Základná neurobiológia týchto párových väzieb je predmetom tohto prehľadu.

Skúmanie párového viazania

Najsilnejšie príležitosti na skúmanie biológie správania sú zakorenené v prvom rade: fylogeneticky vzdialených druhov vykazujúcich konvergentné správanie, po druhé, úzko príbuzných druhov vykazujúcich nápadne odlišné správanie, a po tretie, jednotlivých druhov vykazujúcich vysokú úroveň vnútrodruhovej variácie v správaní. V týchto kontextoch môžu komparatívne prístupy urýchliť identifikáciu neurobiologických, genetických, vývojových a evolučných faktorov, ktoré sú základom daného správania [1]. Veľa z nášho chápania neurobiológie párového spájania pochádza z komparatívnych prístupov vo všetkých troch kontextoch, najmä prostredníctvom vyšetrovania prérie vole, Microtus ochrogaster, Neurobiológia párového viazania v prérijných volách bude primárnym, ale nie výhradným cieľom tohto prehľadu.

Rod Microtus zahŕňa mnoho druhov s rôznymi sociálnymi organizáciami. Prairie voles vykazujú spoločensky monogamné správanie, ako aj bi-rodičovskú starostlivosť o potomstvo, selektívnu agresiu voči cudzím osobám opačného pohlavia a depresívne správanie po strate partnera [2 •,3]. Prairie voles tiež vykazujú vysoký stupeň vnútrodruhovej variácie v týchto vlastnostiach; napríklad samci aj samice môžu vykazovať promiskuitné „putujúce“ fenotypy.

Interogácia párového viazania v laboratóriu bola iniciovaná pomocou série experimentov s použitím testu preferencie partnerov, v ktorom subjekt môže voľne tráviť svoj čas so svojím známym partnerom pre párenie, novým sexuálne vnímavým jedincom alebo izolovane v „neutrálnej“ zóne [4]. Tieto experimenty ukázali, že po iba 24 hodinách spolužitia s matkou, prérijnými volmi - na rozdiel od promiskuitných montánnych alebo lúčnych hrabošov - prednostne affiliate so svojím partnerom. Tieto „partnerské preferencie“ sa stali laboratórnou metrikou pre tvorbu párových väzieb a neurobiologické manipulácie v rámci tejto paradigmy identifikovali jedinečné molekulárne vlastnosti mozgu prérie vole sprostredkujúceho selektívne sociálne pripojenie.

Sociálne neuropeptidy v párovom viazaní

Sociálne neuropeptidy oxytocín (OT) a vazopresín (AVP) majú hlboko zachované úlohy v regulácii sociosexuálneho správania naprieč taxónmi bezstavovcov a stavovcov, vrátane ľudí [5]. U cicavcov sa neuroanatomická organizácia neurónov produkujúcich OT a AVP a ich axonálne projekcie v mozgu do veľkej miery zachovávajú, zatiaľ čo distribúcia ich cieľových receptorov - receptora oxytocínu (OTR) a receptora arginínu-vazopresínu 1a (AVPR1a) - sa líši v rámci a naprieč druhmi [6,7]. Predpokladá sa, že evolučná plasticita v týchto systémoch prispela k rôznorodosti sociálnej povahy pozorovanej v prírode [7-9].

Distribúcia OTR a AVPR1a v mozgu prérie vole sa podstatne líši od úzko príbuzných promiskuitných druhov, pričom rozdiely sa sústreďujú v špecifických mezolimbických oblastiach odmeňovania vrátane prefrontálneho kortexu (PFC), nucleus accumbens (NAcc), ventrálnej pallidum (VP) a laterálnej septum ( LS) [10]. V prérijných volách, blokáde OTR alebo AVPR1a v týchto oblastiach počas kohabitácie - konkrétne blokády OTR v blokáde NAcc alebo PFC alebo AVPR1a v LS alebo VP - zabraňuje párovému spájaniu [10].

Porovnávacie analýzy štyroch Microtine Druhy zistili, že monogamné prérie a borovicové šišky vykazujú vyššiu expresiu AVPR1a v VP v porovnaní s promiskuitnými montánnymi a lúčnymi volmi, čo naznačuje, že zvýšená expresia AVPR1a v VP môže byť mechanizmom, ktorý prispieva k vývoju párových väzieb naprieč Microtines [10]. Na podporu tejto hypotézy, nadmerná expresia AVPR1a v VP promiskuitných lúčnych voles indukuje párové viazanie a RNA knockdown AVPR1a vo VP prérijných voles inhibuje párové viazanie [11 •]. Monogamné aj monogamné myši s jeleňmi však majú vysokú expresiu AVPR1a vo VP [12], čo naznačuje, že viac mechanizmov prispieva k vývoju monogamných stratégií párenia naprieč hlodavcami; avšak možnosť, že vysoká expresia AVPR1a v VP je nevyhnutnou vlastnosťou pre vývoj monogamie, vyžaduje ďalšie porovnávacie vyšetrenie.

Podobne ako prairie voles, monogamné kosmani majú zvýšenú hustotu OTR v NAcc, zatiaľ čo monogamné medené titi opice zvýšili AVPR1a v tejto oblasti [13,14 ••]. Analýzy ľudského tkaniva použili ligandy promiskuitné pre OTR aj AVPR1a [15], ale oznámili vysoké hustoty vo VP [16]. Bude dôležité znovu analyzovať ľudské tkanivo použitím citlivejších a selektívnejších techník; podľa našich najlepších vedomostí však každý doposiaľ skúmaný sociálne monogamný druh vykazoval vysokú expresiu OTR a / alebo AVPR1a v okruhu NAcc-VP; tieto údaje podporujú ďalší výskum neuropeptidergnej regulácie tohto okruhu vo vývoji sociálnej väzby.

OT a AVP modulujú správanie viazania v rôznych líniách [17]. Blokáda homológov OTR a AVPR1a u monogamných rýb cichlid znižuje afiliatívne správanie počas tvorby väzieb [18] a exogénne dodávanie OT podporuje afiliatívne správanie voči špecifickým a ľudským partnerom u psov [19]. Homológ OTR sprostredkováva správanie párových väzieb v monogamných zebričkách [20,21 •,22]. OT a AVP regulujú správanie párových väzieb u kosmáčov a opíc medených titov, resp.23-25]. Ľudia vykazujú rozsah správania párového párovania a OXTR a AVPR1A génové varianty sú spojené so stavom vzťahu [26,27]; hladiny OT v plazme predpovedajú mieru úspešnosti v budúcnosti v romantických vzťahoch [28]; a u romanticky pripútaných mužov zvyšuje intranazálny OT aktivitu NAcc pri sledovaní tváre partnera a zvyšuje preferovanú interpersonálnu vzdialenosť od neznámych žien [29 ••,30].

Mesolimbický dopamínový systém pri tvorbe párových väzieb

Všetky nervové systémy čelia výzve filtrovania, konverzie a aktualizácie nepretržitej palety multimodálnych zmyslových informácií do naučených asociácií, ktoré usmerňujú adaptívne správanie [8]. jan vertebrates, mesolimbický systém odmeňovania - zahŕňajúci čiastočné spojenia medzi ventrálnou tegmentálnou oblasťou (VTA), PFC, NAcc, VP a LS - je evolučne konzervovaný nervový systém, ktorý uľahčuje tento proces vytváraním motivácie hľadať odmenu a vyhýbať sa averzii, a priradením významnosti podnetom spojeným s týmito výsledkami. Účinok dopamínu (DA) v tomto systéme je pre tieto funkcie rozhodujúci [31].

Mesolimbický DA systém je nevyhnutný pre párové spájanie. Tvorba preferencií partnerov je uľahčená párením, ktoré zvyšuje uvoľňovanie DA a obrat v NAcc[10]. DÚčinok na jednom z jeho cieľových receptorov, D2R, v NAcc je nevyhnutný pre tvorbu väzby [10]. Po naviazaní je druhý receptor DA, D1R, upregulovaný v NAcc a je rozhodujúci pre udržanie väzby prostredníctvom sprostredkovania agresie voči cudzím osobám, ktoré sú opačnými pohlaviami.32].

Zvýšený signálny pomer D1R: D2R vo ventrálnom striate bol tiež zapojený do drogovej závislosti a zneužívania [33]. U myší opakované podávanie kokaínu zvyšuje pomer expresie D1R: D2R v NAcc a táto reorganizácia sprostredkováva následnú plasticitu správania. Ako už bolo spomenuté, v prérijných volách párová väzba zvyšuje pomer D1R: D2R expresie v NAcc a táto reorganizácia sprostredkováva následnú behaviorálnu plasticitu [32]. Tieto údaje prispeli k hypotéze, že párové väzby predstavujú sociálne závislosti medzi párovými partnermi, sprostredkované čiastočne organizáciou a plasticitou mezolimbických dráh DA [33]. Štúdie v zebra finch a meďnatý titi opice tiež hlásil reorganizácie v mesolimbických oblastiach odmeňovania po vytvorení väzby, čo naznačuje, že nervová plasticita v týchto dráhach môže byť evolučne zachovalý rys párového spojenia medzi druhmi [34,35].

Komponentné procesy a iné systémy tvorby párových väzieb

Početné zložkové procesy prispievajú k párovému spájaniu. Počiatočná sociálna interakcia závisí od tolerancie sociálnej blízkosti, sociálneho prístupu a inhibície správania sa vyhýbania sa / odmietania. Ako partneri spolupracujú, afiliatívne správanie, sociálne uznanie a systémy odmeňovania prispievajú k vytváraniu väzby. Po lepení, sociálny buffering, matné stráženie, negatívny vplyv počas separácie a sociálno-priestorová pamäť uľahčujú udržanie väzby.

Microtine druhy sa líšia v sociálnej tolerancii a príslušnosti, možno čiastočne v dôsledku rozdielov v mesolimbickej organizácii D1R. V prérijných volách, ktoré majú nízke základné úrovne NAcc D1R, sprostredkovaná upregulácia NAcc D1R indukovaná väzbou sprostredkúva drastický posun v správaní voči cudzím osobám s opačným pohlavím (od príslušnosti k vyhýbaniu sa / odmietnutiu) a selektívnym NAcc D1R aktivácia počas spoločného užívania inhibuje väzbu [10]. Na lúke, ktoré majú vyššie základné hustoty NAcc D1R a sú menej afiliatívne, selektívne NAcc D1R blokáda zvyšuje afiliatívne správanie [10]. V zebra finches, aktivácia mesolimbic DA systémov koreluje s prístupom, vyhýbanie a afiliatívne správanie počas mužsko-ženskej sociálnej interakcie [36], čo naznačuje, že mezolimbické dráhy DA môžu modulovať sociálnu toleranciu a afiláciu medzi druhmi.

Párové viazanie tiež závisí od spoločenského rozpoznania, neurálneho procesu, ktorý je u myší založený na čuchových a závisí od OT a AVP signalizácie. OTR sú distribuované prostredníctvom čuchových procesných jadier u hlodavcov, zatiaľ čo u primátov - v ktorých sú konkurencia a videnie dominantnejšími senzorickými modalitami - OTR sú vyjadrené v oblastiach kritických pre vizuálnu a sluchovú pozornosť a spracovanie, čo naznačuje, že OT signalizácia môže modulovať aspekty senzorického spracovania naprieč druhov, hoci jednotlivé spôsoby sa môžu líšiť [13,14 ••,37]. V súlade s touto hypotézou, ľudské polymorfizmy v OXTR predpovedať schopnosť rozpoznať tváre, čo naznačuje, že úloha OT v sociálnom rozpoznaní môže byť zachovaná medzi hlodavcami a ľuďmi, naprieč zmyslovými spôsobmi [38 ••].

Ďalšie neurónové systémy sprostredkovávajú ďalšie zložky tvorby a údržby väzieb. Signalizácia opiátov je dôležitá pri výučbe odmeňovania a reguluje tvorbu a udržiavanie párových väzieb v prérijných volách, napríklad sprostredkovaním pozitívnych hedoník počas formovania a negatívnych hedoník počas maintenance [39 •,40]. Systém faktoru uvoľňujúceho kortikotropín (CRF) sprostredkováva tvorbu párových väzieb a depresívne správanie po separácii / strate partnera [3,41]. Social buffering uľahčuje údržbu dlhopisov; v prérijných volách, po stresujúcom zážitku, uvoľňovanie OT v prítomnosti partnera znižuje hladiny stresového hormónu a správanie podobné úzkosti [42 •]. V prírode závisí údržba dlhopisov od presného spätného získania geografického územia partnera. Nedávne terénne štúdie ukázali, že OTR a AVPR1a väzbové hustoty v priestorových navigačných / pamäťových oblastiach predpovedajú využitie priestoru, stratégiu párovania („rezident“ alebo „tulák“) a reprodukčný úspech v prériách voles, prípadne uľahčením integrácie sociálnych informácií (napr. Územia reprodukčných konkurentov a / alebo reprodukčných príležitostí) do priestorových máp [43,44,45 •].

Iné formy selektívnej sociálnej väzby (napr. Materské väzby) vyžadujú mnoho rovnakých nervových substrátov a procesov zložiek - najmä OT, DA, CRF, opioidy a sociálne rozpoznávanie - ako selektívne väzby medzi spármi.[17]. V skutočnosti sa predpokladá, že väzba párov cicavcov sa môže vyvíjať náborom evolučne starovekých materských väzbových systémov počas sociosexuálnej interakcie na vytvorenie selektívnej väzby s páriacim partnerom [46,47].

Skúsenosti a párové spájanie

V prériách voles, rovnako ako ľudia, raného života sociálne prostredie môže mať vplyv na dospelých pár lepenie [48], jav, ktorý môže byť sprostredkovaný neuroplastickými zmenami v systémoch kritických pre väzbu. V súlade s touto myšlienkou stimulácia systému melanokortínového receptora (MCR), ktorá interaguje s neuropeptidmi a systémami odmeňovania, uľahčuje tvorbu párových väzieb v dospelosti.49]. jan kontrast, selektívna aktivácia D1R u novorodencov zhoršuje väzbu dospelých [50]. Neočakávane sa zistilo, že chronické neonatálne podávanie intranazálneho OT pri niektorých dávkach zhoršuje väzbu u dospelých samcov prérií. [51]; zvýšenie expresie NAcc OTR u pre-pubertálnych samíc však uľahčuje väzbu dospelých [52] a skorá otcovská deprivácia (manipulácia, ktorá pravdepodobne znižuje OT signalizáciu) zhoršuje väzbu v dospelých prériách a mandarínskych voles [48,53]. Tieto údaje podporujú ďalší výskum o úlohe skorých životných skúseností a OT signalizácie v sociálnej funkcii dospelých. Je zaujímavé, že blokovanie deacetylácie histónov počas ko-habitácie zvyšuje expresiu NAcc OTR a AVPR1a a uľahčuje párové viazanie v prérijných volách, čo naznačuje, že epigenetická modifikácia je jedným mechanizmom, pomocou ktorého môže skúsenosť formovať nervové systémy modulujúce správanie väzieb [54].

Tak ako u ľudí, aj lieky na zneužívanie zhoršujú schopnosť tvoriť sociálne väzby v prérijných volách, pravdepodobne kvôli plastickým zmenám v základných nervových obvodoch. V prérijných volách inhibuje amfetamínom indukovaná upregulácia D1R väzbu; a po väzbe je D1R upregulovaný a sprostredkúva zníženie hodnoty odmeny amfetamínov (fascinujúco fenomén, ktorý je zvrátený liečbou OT).) [55-57]. Je zaujímavé, že dobrovoľná konzumácia alkoholu inhibuje väzbu u samcov, ale nie u ženských prérií, a sociálne uľahčenie a inhibícia konzumácie alkoholu sa vyskytuje u párov rovnakého pohlavia, ale nie u mužov a žien. [58,59].

Poďakovanie

poznámky pod čiarou

Odkazy a odporúčané čítanie