Predné Neuroendokrinol. Autorský rukopis; dostupné v PMC Jan 1, 2012.
Publikované v konečnom upravenom formulári ako:
Predné Neuroendokrinol. Jan 2011; 32 (1): 53 – 69.
Publikované online Aug 3, 2010. doi: 10.1016 / j.yfrne.2010.07.006
PMCID: PMC3012750
NIHMSID: NIHMS227401
Konečná upravená verzia tohto článku vydavateľa je k dispozícii na stránke Predný neuroendokrinol
Pozri ďalšie články v PMC to citát publikovaný článok.
abstraktné
Tvorba trvalých vzťahov medzi dospelými kamarátmi (tj párovými väzbami) je integrálnym aspektom ľudského sociálneho správania a je zapojená do fyzického aj psychického zdravia. Avšak vzhľadom na inherentnú komplexnosť týchto väzieb a relatívnu raritu, s ktorou sa tvoria v iných druhoch cicavcov, vieme prekvapivo málo o ich základnej neurobiológii. Počas posledných niekoľkých desaťročí prérie vole (Microtus ochrogaster) sa ukázal ako zvierací model párového viazania. Výskum v tomto spoločensky monogamnom hlodavcovi poskytuje cenné poznatky o neurobiologických mechanizmoch, ktoré regulujú správanie párových väzieb. Tu skúmame tieto štúdie a diskutujeme neurálnu reguláciu troch správania, ktoré sú vlastné párovému spájaniu: vytváranie partnerských preferencií, následný rozvoj selektívnej agresie voči neznámym konzekvenciám a bi-rodičovskú starostlivosť o mladých. Zameriavame sa na úlohu vazopresínu, oxytocínu a dopamínu pri regulácii tohto správania, ale tiež diskutujeme o zapojení iných neuropeptidov, neurotransmiterov a hormónov. Tieto štúdie môžu nielen prispieť k pochopeniu párových väzieb u našich vlastných druhov, ale môžu tiež poskytnúť pohľad na základné príčiny sociálnych deficitov zaznamenaných pri niektorých poruchách duševného zdravia.
1. Úvod
Intenzívna príťažlivosť medzi kamarátmi, často označovaná ako romantická alebo vášnivá láska, je jednou z najmocnejších síl, ktoré poháňajú ľudské sociálne správanie, a často predchádza vzniku trvalých, selektívnych pripútaností medzi sexuálnymi partnermi (tj párovými väzbami). Hoci takéto sociosexuálne pripútanosti sú najrozšírenejšie v industrializovaných kultúrach s monogamnou sociálnou organizáciou, vyskytujú sa takmer vo všetkých ľudských spoločnostiach bez ohľadu na existenčný režim (napr. Pastoralista, poľnohospodár, atď.) Alebo stratégia párenia (napr. Polygamia a monogamia), a sú teda neoddeliteľnou súčasťou ľudského sociálneho správania. Zatiaľ čo definícia párovej väzby sa líši v celej literatúre, je typicky opísaná naprieč druhmi ako trvalé preferenčné združenie vytvorené medzi dvoma pohlavne zrelými dospelými a je charakterizované selektívnym kontaktom, príslušnosťou a kopuláciou s partnerom nad cudzincom ( preferencia partnera) [105]. Okrem preferencie partnera sa do tohto komplexného spoločenského zväzku prirodzene zapája aj množstvo iných správaní. Napríklad párové väzby u ľudí, ako aj u iných druhov cicavcov, sú pravidelne spojené s ochranou matky (napr. Vysoko agresívne správanie voči sexuálnym konkurentom) a biparentálnou starostlivosťou o mladých [32, 86, 136]. Spoločný výskyt týchto prejavov u párovo viazaných jedincov má zmysel, keď sa pozerá na objektív evolučnej teórie, čo naznačuje, že párové viazanie sa stalo adaptívnym za podmienok, v ktorých boli potrebné ďalšie rodičovské investície na zabezpečenie úspešného chovu mladých. [45, 85, 89, 105, 208]. Rovnaké výberové tlaky, ktoré si vyžadovali prítomnosť oboch rodičov na prežitie potomkov, by pravdepodobne uľahčili vytvorenie partnerstva medzi spolužiakmi [86] a mechanizmov, ktorými by sa toto partnerstvo udržalo (napr. ochrana partnera).
Funkčný význam párového viazania u ľudí bol zdokumentovaný krížovo. Párovaní jednotlivci, najmä tí, ktorí sú v stabilných manželských vzťahoch, žijú dlhšie ako ich nepárovaní partneri.116, 144]. Okrem toho vysoká úroveň intimity medzi pármi bola nepriamo korelovaná s negatívnymi psychologickými stavmi, ako je depresívna nálada, a pozitívne korelovala s imunitnou funkciou a kardiovaskulárnym zdravím [131, 212]. Ďalším všeobecne uznávaným prínosom párového viazania u ľudí, ako u iných druhov, je fyzická a psychická pohoda detí, čo je pravdepodobne dôsledkom spoločného výskytu párového viazania sa s dvojparentálnou starostlivosťou o mládež. Zapojenie otcov do starostlivosti o deti sa čoraz viac uznáva ako rovnako dôležité ako vplyv matky na úspešný rozvoj detstva. Napríklad v predindustriálnych spoločnostiach a rozvojových krajinách, kde potraviny a zdravotná starostlivosť nie sú ľahko dostupné, majú deti monogamne ženatých žien nižšiu mieru úmrtnosti ako deti žien, ktoré nie sú zosobášené alebo sú v polygynnom zväzku.206]. V industrializovaných spoločnostiach prítomnosť otcov v starostlivosti o dieťa zlepšuje emocionálne a kognitívne zdravie a rozvoj detí, čo dokazujú vyššie úrovne úspešnosti detí na rôznych indexoch, vrátane akademických výsledkov [41, 71, 83, 88, 181, 191] a prevencia a liečba úzkostných problémov [28], porucha pozornosti / hyperaktivita (ADHD) [75], užívanie látok a kriminálne správanie [200].
Hoci trvalé väzby medzi dospelými kamarátmi sú dôležité pre fyzické a duševné zdravie jednotlivcov a ich detí a môžu tiež ovplyvniť spoločenskú stabilitu, vieme prekvapivo málo o neurobiológii párového viazania. Toto je čiastočne kvôli skutočnosti, že tradičné laboratórne hlodavce používané v štúdii behaviorálnej neuroendokrinológie vo všeobecnosti nevykazujú behaviorálne charakteristiky párovej väzby, a preto nemôžu byť použité ako modelové systémy na štúdium párového viazania. Zatiaľ čo sa objavili rôzne netradičné živočíšne modely, ktoré sa zaoberali týmto zriedkavým správaním, vrátane kosmáčov a titových opíc [15, 197] a kalifornské myši [24-26, 59, 189], zameriame sa na ten, ktorý sa stal čoraz obľúbenejším; prérie vole (Microtus ochrogaster). Začneme tým, že popíšeme terénne a laboratórne štúdie, ktoré dokumentujú správanie páru vole párov. Potom budeme diskutovať o ranej práci v laboratóriu, ktorá opísala nervové korelácie párového správania v prériách. Ďalej sa budeme zaoberať neurobiologickými mechanizmami zapojenými do troch samostatných správ spojených s párovým viazaním; tvorba partnerských preferencií, rozvoj selektívnej agresie voči neznámym konzekvenciám a biparentálna starostlivosť o mladých - sústredená primárne na starostlivosť o otca, pretože materská starostlivosť je spoločná pre všetky druhy cicavcov a bola široko preskúmaná inde [.31, 170, 171, 199]. Zameriame sa na zapojenie neuropeptidov arginín vazopresínu (AVP) a oxytocínu (OT) a neurotransmiter dopamínu (DA) do týchto prejavov, ale tiež preskúmame iné neurochemikálie, ktoré sa podieľajú na párovom viazaní. Nakoniec budeme skúmať, ako tieto neurochemikálie môžu spolupracovať pri regulácii tvorby a udržiavania párových väzieb.
2. Model prérie vole
2.1. Terénne štúdie správania
Prolie vole je spoločensky monogamný druh hlodavcov, ktorý žije predovšetkým v trávnych porastoch v centrálnych Spojených štátoch [106]. Navrhlo sa, že prispôsobenie sa tomuto krutému prostrediu s obmedzenými zdrojmi potravín a nedostatočnými zásobami vody [27, 92, 159], mohli prispieť k vývoju sociálne monogamnej životnej stratégie tohto druhu [38, 218].1 Včasné terénne štúdie využívajúce pasce s viacnásobným zachytávaním poskytli dôkazy, že prérijné voly tvoria dlhodobé dlhopisy a cestujú spolu vo voľnej prírode, keďže mužské a ženské páry boli opakovane zachytené dohromady [94]. Okrem toho použitie rádiotelemetrie v kombinácii s opakovaným zachytávaním umožnilo pozorovať, že mužské a ženské páry spolunažívajú hniezda a zdieľajú domáce pásma v období chovu a chovu [2].69, 94, 95]. Ďalšie štúdie ukázali, že takéto párovacie páry zvyčajne zostávajú spolu, až kým jeden člen nezomrie, av mnohých prípadoch sa prežívajúci partner nespáruje s novým kamarátom [38, 96, 97]. Okrem toho, samčie prérie prispievajú k stráženiu hniezda tým, že vylučujú neznáme samce a samice z blízkosti hniezda a domácej zóny a tiež prispievajú k budovaniu hniezd.97, 205]. Hoci mužské rodičovské správanie bolo ťažké pozorovať v prirodzených podmienkach, kvôli zisteniam opísaným vyššie a vysokému stupňu otcovských investícií nájdených v iných monogamných druhoch, predpovedalo sa, že mužské prérijné voles boli vysoko otcovské [205, 230] a táto predikcia bola potvrdená v následných štúdiách správania za laboratórnych podmienok.
2.2. Laboratórne štúdie správania
Prairie vole pár lepenie správanie boli značne charakterizované v laboratóriu. Sexuálne naivné prérijné voles sú vysoko spoločenské a vykazujú neselektívne afiliatívne správanie voči špecifickým osobám [194]. Po dlhšom spolužití a / alebo párení, prérijné voles rozvíjajú sociálne a sexuálne preferencie pre svojho známeho partnera [68, 69, 102, 229]. Toto selektívne členstvo (Obr. 1A) je sprevádzaná selektívnou agresiou smerom k neznámym \ t8, 99, 100, 124, 223, 224, 231]. Okrem toho pár párov zdieľa hniezdo, zostane spolu počas tehotenstva a zobrazuje biparentálnu starostlivosť počas laktácie [158, 174]. Nižšie uvádzame podrobne tieto správanie a vzorce správania používané na ich meranie.
Tvorba partnerských preferencií je spoľahlivým indexom párového viazania a je charakterizovaná selektívnym kontaktom, príslušnosťou a kopuláciou s partnerom nad cudzincom [105]. V kontrolovanom prostredí sa toto správanie skúma pomocou trojkomorového testu preferencií partnerov, ktorý bol najprv vyvinutý v laboratóriu Dr. Sue Cartera [229] a následne prijaté mnohými ďalšími laboratóriami. Skúšobný prístroj sa skladá z centrálnej klietky, ktorá je spojená dutými rúrkami do dvoch identických klietok, z ktorých jedna obsahuje známe zviera (partnera) a druhé neznáme zviera (cudzinec) (Obr. 1B). Tieto dve stimulačné zvieratá sú voľne uviazané vo svojich príslušných klietkach a nie je im umožnené vzájomne pôsobiť. Počas testu preferencie partnerov 3-hr sa subjekt umiestni do centrálnej komory a nechá sa voľne pohybovať v testovacom zariadení. V niektorých laboratóriách sa prispôsobený počítačový program - v spojení so svetelnými senzormi fotobeamu umiestnenými naprieč dutými trubicami, ktoré spájajú klietky - používa na monitorovanie množstva času, ktorý subjekt strávi v každej klietke a frekvencii vstupov do klietok. Sociálne správanie, vrátane párenia a kontaktu bok po boku, je zaznamenané počas tohto testu a následne kvantifikované. Tvorba preferencií partnerov sa odvodzuje vtedy, keď subjekt strávi podstatne viac času v kontakte s partnerom, ako je to s cudzincom. V mužských aj ženských prériách, 24 hodín spolužitia s párením spoľahlivo indukuje tvorbu preferencií partnerov, zatiaľ čo hodiny 6 sociálneho spolužitia v neprítomnosti párenia nespôsobujú toto správanie [124, 125, 229] (Obr. 1C). Táto paradigma správania sa úspešne používa v neuroanatomických, neurochemických a farmakologických štúdiách na skúmanie neurobiológie tvorby preferencií partnerov [216, 237, 245].
Ďalšie správanie, ktoré sa objaví po párení v prérijných volách, je agresia voči špecifickým cudzincom. Táto agresia je namierená proti neznámym mužom a ženám, ale nie známemu partnerovi, a preto sa nazýva „selektívna agresia“. Selektívna agresia v prérijných volách sa hodnotí v laboratóriu použitím paradigmy rezidenta-votrelca podobnej paradigme použitej u myší [162, 231]. V tejto paradigme sa do domácej klietky subjektu (rezident) umiestni neznáme konšpecifické zviera (votrelec). Interakčné interakcie medzi rezidentom a votrelcom sú videozáznamované počas minútového testu 6 – 10 a následne je kvantifikovaná frekvencia a trvanie rôznych agresívnych správ. Štúdie využívajúce túto paradigmu ukázali, že sexuálne naivné mužské prérie voles vykazujú veľmi nízku úroveň agresie voči votrelcom.124, 224, 231]. Avšak po 24 hodinách spolužitia s párením sa dramaticky zvyšuje agresívne správanie voči votrelcom [124, 224, 231]. Kým táto agresia je namierená proti mužom aj ženám, intenzívne útočné útoky sú zaznamenané iba voči cudzím mužom, ale nie podivným ženám, v tomto časovom bode [224]. Selektívna agresia je tiež trvalá; trvá najmenej dva týždne po vytvorení preferencie partnera [8, 99, 100]. Ďalej, muži párovaní počas tohto dlhšieho časového obdobia (tj párovo viazaní samci), na rozdiel od párov párovaných len počas hodín 24, vykazujú intenzívne správanie pri útokoch voči cudzím ženám, dokonca aj tým, ktoré sú sexuálne vnímavé, čím sa odmietajú potenciálne nové kamaráti (Obr. 1D) [8, 99, 100]. Preto sa navrhuje, aby selektívna agresia zohrávala dôležitú úlohu nielen pri strážení partnera a územia [37, 38], ale môže fungovať aj na zachovanie existujúcej dvojice väzieb [8, 10] a obmedziť extra párové kopulácie. Hoci selektívna agresia bola systematicky testovaná len na samčích prériách, existuje dôkaz o tom, že ženy môžu tiež vykazovať tento vzor správania [94]. Spoľahlivé vyjadrenie preferencie partnerov a selektívnej agresie prérijnými volmi v starostlivo kontrolovaných laboratórnych podmienkach zdôrazňuje užitočnosť tohto zvieracieho modelu v behaviorálnych neuroendokrinných štúdiách.
Prairie voles, podobné väčšine druhov, ktoré tvoria párové väzby medzi dospelými kamarátmi [86], zobrazovať dvojparentálnu starostlivosť o mladých (tj matka aj otec pomáhajú odchovať potomkov) (Obr. 1E). Keďže starostlivosť o matku je všadeprítomná medzi druhmi cicavcov, zameriame sa na diskusiu o rodičovskej starostlivosti o úlohu otca (tj starostlivosť o otca). V laboratóriu sa pozorovalo otcovské správanie v prérijných volách v poloprirodzených priestoroch [104, 158, 174]. Po narodení vrhov vystavujú otcovia všetky vzorce rodičovského správania vystavené ženami, s výnimkou ošetrovateľstva [174, 205]. Patrí medzi ne priame rodičovské správanie, ako napr. Krčmenie (napr. Krčenie), starostlivosť, kontaktovanie, získavanie mláďat, ako aj nepriame správanie, ako napríklad stavba hniezd a hromadenie potravín [104, 174, 205, 230]. Otcovia dokonca aj naďalej zobrazujú otcovskú starostlivosť voči mladistvým potomkom po narodení nasledujúcich vrstiev [218, 220]. Avšak v prítomnosti mláďat trávia prérijní otcovia menej času v pôrodnom hniezde, kde sa prejavuje otcovské správanie a viac času pást [.93, 218]. Prítomnosť mladistvých môže znížiť potrebu priamej otcovskej starostlivosti zo strany otca, pretože mláďatá, ktoré zostávajú v pôrodnom hniezde mimo odstavu, často prispievajú k starostlivosti o následné vrhy - správanie nazývané „aloparenting“ [2].104, 198, 218, 220, 222]. Priateľské správanie v mladistvých a sexuálne naivných dospelých prériách samcov sa kvalitatívne podobá na otcovskú starostlivosť v otcoch [198, 218, 220], a tieto otcovské správanie je posilnené sociálnou / sexuálnou skúsenosťou s neprepojenou ženou [18]. Dôležité je, že prítomnosť otca a prejav otcovského správania ukázali, že uľahčujú fyzický a behaviorálny vývoj potomstva [4, 218, 220], zistenie podobné vyššie spomínaným priaznivým účinkom otcovskej starostlivosti na naše vlastné deti. Pochopenie mechanizmov regulujúcich otcovské správanie by teda mohlo poskytnúť dôležité informácie o optimálnej rodičovskej starostlivosti u druhov cicavcov, ktoré tvoria párové väzby, vrátane našich vlastných.
3. Neurálne korelácie prérijnej vole párovej väzby
Včasné štúdie skúmajúce neurálne korelácie párového viazania porovnávali neuropeptidové a neurotransmiterové systémy medzi druhmi vole, ktoré vykazovali rozdielne životné stratégie. Štyri použité druhy boli prérie, borovica (M. pinetorum), lúka (M. pennsylvanicus) a montane (M. montanus) voles. Monogamné prérie a borovice voles formujú párové väzby medzi dospelými kamarátmi a zobrazujú biparentálnu starostlivosť o potomstvo, zatiaľ čo promiskuitné lúky a montánne hraboše netvoria párové putá a zobrazujú iba materskú starostlivosť.37, 82, 91, 95, 104, 124, 126, 127, 154, 155, 158, 174, 230]. Blízky taxonomický vzťah, ktorý tieto druhy zdieľajú, spolu s ich rozdielmi v životnej stratégii robia z týchto hlodavcov ideálne pre porovnávacie štúdie skúmajúce sociálne správanie (pozri [237]).
Pretože o AVP a OT bolo známe, že regulujú druhovo špecifické sociálne správanie, vrátane sexuálneho správania (na preskúmanie pozri [11]), agresia [79] a starostlivosť o matku [129, 176, 177] sa predpokladalo, že tieto neuropeptidové systémy sa budú líšiť medzi monogamnými a promiskuitnými druhmi [17, 122]. Na otestovanie tejto hypotézy boli v mozgu vole mapované distribučné vzory AVP a OT buniek, vlákien a receptorov. Vo všetkých skúmaných druhoch zveri, bez ohľadu na životnú stratégiu, boli AVP-imunoreaktívne (AVP-ir) neuróny nájdené v niekoľkých oblastiach mozgu, vrátane paraventrikulárnych (PVN) a supraoptických (SON) jadier hypotalamu, jadra lôžka terminálu stria (BNST), mediálna amygdala (MeA), predný hypotalamus (AH) a preoptická oblasť (POA) [17, 221, 223]. Vlákna AVP-ir sa našli v laterálnom priehradke (LS), laterálnom habenulárnom jadre (LHN), diagonálnom pásme (DB), BNST, mediálnej preoptickej oblasti (MPOA) a MeA [17, 223]. OT-imunoreaktívne (OT-ir) bunky a vlákna boli umiestnené v niekoľkých oblastiach mozgu v každom druhu, vrátane PVN, SON, MPOA a BNST [223], a OT-ir vlákna boli tiež nájdené v nucleus accumbens (NAcc) [187]. Hoci sa zistili rozdiely medzi druhmi, vo všeobecnosti sú distribučné vzorce neurónov a vlákien AVP-ir a OT-ir vysoko konzervované medzi monogamnými a promiskuitnými druhmi voľne žijúcich živočíchov.187, 221, 223].
Pozoruhodné rozdiely medzi druhmi sú však zaznamenané v distribučných vzorcoch a regionálnych hustotách AVP a OT receptorov (OTR). Prairie voles, napríklad, majú vyššie hustoty AVP-V1a receptorov (V1aRs) v BNST, ventrálnej pallidum (VP), centrálnej (CeA) a bazolaterálnej (BLA) jadre amygdala a doplnkovej olfaktorickej bulbe (AOB) medzi iné regióny ako montánne voles, zatiaľ čo vyššie hustoty V1aRs sú zaznamenané v LS a mediálnom prefrontálnom kortexe (mPFC) montánnych volejov ako v prériách voles [123, 145, 196, 225, 241] (Obr. 2A). Zaujímavé je, že keď sa porovnávali viaceré druhy hraboša, monogamné prérie a borovicové šišky vykazovali podobný vzorec viazania V1aR a tento vzor sa líšil od vzoru promiskuitných lúk a montánnych voles [123, 145], čo poukazuje na potenciálne zapojenie V1aR špecifických pre regióny do kognitívnych a behaviorálnych funkcií spojených s rôznymi životnými stratégiami u voles [123, 145, 196, 241]. Podobne sa distribučné vzorce a regionálne hustoty OTR líšia aj medzi monogamnými a promiskuitnými druhmi voľne žijúcich živočíchov. Napríklad monogamné prérie a borovicové šišky majú vyššie hustoty OTR v BNST, mPFC a NAcc ako promiskuitné lúky a horské vrcholy (Obr. 2D), zatiaľ čo opačný vzor sa nachádza v hladinách väzby OTR v ventromediálnom hypotalame (VMH), LS a prednej kortikálnej amygdale (AcA) [122, 196, 239]. Rozdiely medzi druhmi v distribúcii V1aR a OTR sú stabilné počas celej životnosti [215, 225] a sú špecifické pre receptory, pretože v systémoch benzodiazepínov alebo opiátových receptorov neexistujú žiadne takéto rozdiely [122]. Vzhľadom na úlohu AVP a OT v sociálnom správaní sa preto predpokladá, že druhové rozdiely vo V1aRs a OTRs špecificky súvisia s druhovými rozdielmi v sociálnom správaní, ktoré sú spojené s rôznymi životnými stratégiami u voles [107].
Rozdiely drastických druhov v distribúcii neuropeptidových receptorov opísaných vyššie môžu byť spôsobené jemnými druhovými rozdielmi zaznamenanými v promótorových oblastiach V1aR a OTR [239, 240, 242, 243]. Hoci genetická štruktúra V1aR a OTR kódujúcich oblastí je nápadne podobná naprieč druhmi vole [239, 240, 242, 243], prérie a borovicové šišky nesú niekoľko opakujúcich sa mikrosatelitových DNA sekvencií v promótorovej oblasti génu V1aR, ktoré sa nenachádzajú na lúke alebo montánnych hraboch, a tieto zmeny sekvencií môžu byť základom druhových rozdielov v expresii receptora [107, 108, 242, 243]. Na podporu tejto myšlienky, myši nesúce transgén kódujúce prérijné vole V1aR, vystavovali centrálne vzory V1aR podobné prérijným volám [243]. Je zaujímavé, že keď sa tieto transgénne myši injektovali s AVP, vykazovali zvýšenú sociálnu afiliáciu, čo naznačuje, že modely distribúcie receptorov môžu ovplyvňovať schopnosť reagovať na mozgovú reakciu na endogénne neuropeptidy a týmto spôsobom môžu modulovať sociálne správanie [243].
V poslednom čase porovnávacie štúdie skúmali centrálne DA systémy v druhu vole, pretože DA, podobne ako AVP a OT, hrá dobre známu úlohu v procesoch a správaní spojených s párovým viazaním, vrátane učenia a pamäte [.1, 23, 141, 234], olfaction [164], sexuálne správanie [22, 117] a správanie rodičov [170, 171]. Tieto štúdie zaznamenali rozdiely vo vzorcoch distribúcie DA buniek a receptorov, ako aj rozdiely v ich regionálnych hustotách, medzi monogamickými a promiskuitnými hraboch, ktoré môžu súvisieť so sociálnym správaním.
V súlade so zisteniami u iných druhov hlodavcov [44, 114, 167, 210], DA bunky - tie, ktoré označujú tyrozínhydroxylázu (TH; enzým obmedzujúci rýchlosť syntézy katecholamínov) v neprítomnosti DA beta hydroxylázy (enzým, ktorý konvertuje DA na norepinefrín) - boli nájdené vo viacerých oblastiach v monogamnom prérijnom vole mozog, vrátane hlavného jadra BNST (pBNST), posterodorsálneho MeA (MeApd) a ventrálnej tegmentálnej oblasti (VTA) [99, 168]. Okrem toho je v NAcc a caudate putamen (CP) prítomná vysoká hustota DA terminálnej inervácie.7] a nedávne experimenty sledovania traktu u samcov ukázali, že tieto terminály pochádzajú z projekčných neurónov vo VTA [101], ako sa preukázalo u iných druhov [34, 128, 193]. Promiskuitné lúky však obsahujú veľmi málo, ak vôbec nejaké, DAergické bunky v pBNST a MeApd [168], ďalej demonštrujúce neuroanatomické rozdiely medzi monogamnými a promiskuitnými druhmi hraboša.
Tiež boli charakterizované distribúcie dopamínového receptora (DAR) vo vole mozgu. DARs možno klasifikovať do dvoch hlavných rodín, D1-like (D1R) a D2-podobných (D2R) receptorov, ktoré sú diferencované podľa ich molekulových štruktúr, farmakologických afinít a účinkov na intracelulárne signálne dráhy [163, 166]. V prairie voles, D1Rs sa nachádza v NAcc, CP, a mPFC, rovnako ako ďalšie oblasti mozgu [8, 196] (BJ Aragona, Y. Liu a ZX Wang, nepublikované údaje). D2Rs, aj keď sú prítomné v tých istých oblastiach, možno tiež nájsť vo VTA a substantia nigra (SN) [8, 196] (BJ Aragona, Y. Liu a ZX Wang, nepublikované údaje). Hoci sú tieto distribúcie receptorov podobné distribúciám u iných druhov hlodavcov, ich relatívna hustota je druhovo špecifická a môže korelovať s druhovými rozdielmi v sociálnom správaní [8, 196]. Napríklad monogamné prairie voles majú vyššie hustoty D2Rs a nižšie hladiny D1Rs v mPFC ako promiskuitné lúčne voly [196]. Ďalej, lúčne hrabochy majú výrazne vyššiu hustotu D1Rs v NAcc ako prérijné voles, čo sa považuje za súvisiace s relatívne nízkym stupňom sociálnej príslušnosti zaznamenaným na lúke [8]. Farmakologická blokáda D1Rs v NAcc skutočne zvýšila afiliatívne správanie na lúčnych hrách [8].
Tieto štúdie spoločne ukázali rozdiely v systémoch AVP, OT a DA medzi druhmi vole s odlišnými životnými stratégiami. V dôsledku toho sa výskumníci zamerali na tieto systémy v mozgu prérijného vole, aby systematicky skúmali neurobiológiu správania, ktorá je vlastne spojená s párovým viazaním, vrátane tvorby preferencií partnerov, selektívnej agresie a otcovského správania. V nasledujúcich častiach budeme diskutovať o neurobiologickej regulácii každého z týchto správ.
4. Neurobiológia tvorby partnerských preferencií
4.1 Aktivácia mozgu spojená s tvorbou preferencií partnera
Jedným z bežne používaných prístupov v štúdii interakcií medzi mozgom a správaním je mapovať okamžitú expresiu génu v mozgu po behaviorálnom teste. Napríklad Fos je proteínový produkt bezprostredného skorého génu, fos, ktorý je rýchlo exprimovaný v neurónoch po aktivácii a môže byť ľahko vizualizovaný imunocytochémiou. Preto sa Fos imunoreaktívne (Fos-ir) farbenie používa v behaviorálnych neuroendokrinných experimentoch na identifikáciu regionálnej neurónovej aktivácie v mozgu spojenej so zobrazovaním špecifických správaní.
V prériách voles, heterosexuálne párovanie, kohabitácia, a / alebo párenie indukované Fos-ir farbenie v niekoľkých oblastiach mozgu, vrátane MeA, BNST a MPOA u mužov aj žien [56, 169]. Najmä párenie súviselo so zvýšenými hladinami Fos-ir v MeA, BNST, MPOA a jadre gracile medulla oblongata, čo implikovalo tieto mozgové oblasti ako funkčné komponenty páriacej obvody, ktoré môžu prispieť k vytvoreniu preferencie partnerov [50, 51, 169]. Úloha MeA v preferencii prérijných vole partnerov bola ďalej implikovaná štúdiami lézií, pretože lézie MeA šetriace axóny u samčích prérijných voles znižovali ich afiliatívne správanie voči známej samici, ale nemali žiadny vplyv na prieskumné správanie, lokomóciu alebo olfaktorické správanie. vyšetrovanie [133].
4.2. Neuropeptidová regulácia tvorby partnerských preferencií
Prvé dôkazy naznačujúce, že AVP a OT môžu hrať dôležitú úlohu pri vytváraní preferencií partnerov, pochádzajú zo štúdií skúmajúcich účinky sociálnych a sexuálnych skúseností - predpoklady pre prirodzene indukovanú tvorbu preferencií partnerov - na týchto neuropeptidových systémoch v mozgu prérie vole. V mužských prériách voles, spolužitie s párením zvýšil počet AVP mRNA-označených buniek v BNST [214] a znížila hustotu AVP-ir vlákien v LS [18]. Ako projekt neurónov BNST-AVP do LS [60], tieto údaje naznačujú, že párenie uľahčuje syntézu AVP v uvoľňovaní BNST a AVP v LS samčích prérijných voles [216]. Keďže párenie je nevyhnutné pre vytváranie preferencií partnerov u mužov [124], tieto údaje poskytujú korelačný dôkaz zapojenia AVP do tvorby preferencií partnerov. U žien namiesto toho zmenila expozícia mužských chemosenzorických podnetov hustotu OTR v AOB, čo naznačuje, že OT môže hrať úlohu pri vytváraní preferencií partnerov v ženských prériách voles [233].
Priamy dôkaz o úlohe AVP a OT pri vytváraní preferencií partnerov bol zabezpečený farmakologickou manipuláciou týchto systémov. Intracerebroventrikulárne (icv) podávanie antagonistu V1aR blokovalo tvorbu preferencií partnera u samčích prérijných voles, zatiaľ čo centrálne podávanie AVP indukovalo preferencie partnerov v neprítomnosti párenia [43, 231]. Podobne, icv podávanie AVP vyvolalo preferencie partnerov u ženských prérijných voles po iba 1 hodine spolužitia u muža a tento účinok bol blokovaný súčasným podávaním antagonistu V1aR, čo naznačuje, že AVP reguluje tvorbu preferencií partnerov u oboch pohlaví [43]. OT liečba tiež ovplyvnila tvorbu preferencií u oboch pohlaví. Špecificky, podávanie icv OT indukovalo preferencie partnerov u mužov aj u žien a tieto účinky boli blokované súbežným podávaním s antagonistom OTR [43]. Aj keď tieto údaje naznačujú, že AVP aj OT regulujú tvorbu preferencií partnerov u oboch pohlaví, je dôležité poznamenať, že účinné dávky neuropeptidov sa líšia medzi mužmi a ženami [43].
Miestne špecifické manipulácie preukázali niekoľko oblastí mozgu dôležitých pre AVP a OT reguláciu tvorby partnerských preferencií. U samcov podávanie V1aR antagonistu priamo do LS alebo VP, ale nie do niekoľkých ďalších oblastí mozgu, inhibovalo tvorbu partnerských preferencií indukovaných párením, zatiaľ čo podávanie AVP priamo do LS indukovalo preferencie partnerov v neprítomnosti párenia (bez párenia).Obr. 2B) [146, 149]. Okrem toho podávanie antagonistu OTR do LS samčích prérijných voles tiež zabránilo vytváraniu partnerských preferencií vyvolaných párením [149]. U žien sa prelimbický kortex (PLC; časť mPFC) a NAcc podieľali na neuropeptidergnej regulácii tvorby partnerských preferencií [150, 244]. Úrovne OT sa zvýšili v NAcc počas sociosexuálnej skúsenosti s mužom [187]. Okrem toho, OT injekcia priamo do NAcc indukovaných preferencií partnerov v neprítomnosti párenia, zatiaľ čo blokáda OTR v tejto oblasti alebo PLC bráni vytváraniu partnerských preferencií vyvolaných párením (Obr. 2E) [150, 244].
Niekoľko štúdií využívajúcich prenos génov sprostredkovaných vírusovým vektorom na dodanie a reguláciu expresie génov, ktoré sú predmetom záujmu v špecifických oblastiach mozgu, podporili zistenia, že neurotransmisia AVP v neurotransmisii VP a OT v NAcc reguluje preferencie partnerov u samcov a samíc prérijných volejov. , Napríklad u samcov bol adenovírusový vírusový vektor použitý na dodanie génu V1aR do VP [183]. Ako sa očakávalo, táto manipulácia viedla k zvýšenej hustote V1aR v tejto oblasti. Je zaujímavé, že títo muži vytvorili preferencie partnerov v neprítomnosti párenia, čo podporuje zistenia, že zvýšená neurotransmisia AVP v VP môže uľahčiť tvorbu preferencií partnerov v mužských prériách voles [183] (Obr. 2C). Nadmerná expresia V1aR vo VP mužských lúčnych voles, vyvolaná tvorba preferencií partnerov v tomto spoločensky promiskuitnom druhu [145]. Podobne, nadmerná expresia OTR v NAcc pohlavne naivných prérijných prérií voles urýchlila tvorbu preferencií partnerov v porovnaní s kontrolami (Obr. 2F), ale táto liečba nezmenila tvorbu preferencií partnerov na ženských lúkach [188]. Tieto štúdie spoločne poukazujú na dôležitosť a miestne špecifické účinky AVP a OT na tvorbu preferencií u samcov a samíc prérií.
4.3. DA regulácia tvorby partnerských preferencií
Nedávna práca ukázala, že tvorba preferencií partnerov v prérijných volách je tiež regulovaná centrálnym DA, najmä mesolimbickým DA systémom - skupinou DA produkujúcich buniek, ktoré pochádzajú z VTA a projektujú NAcc, mPFC a iné oblasti predného mozgu. Predpokladá sa, že tento nervový okruh je integrálne zapojený do prideľovania motivačnej hodnoty environmentálnym stimulom, čo vedie k tvorbe adaptívneho správania orientovaného na ciele [120, 232]. Napríklad mesolimbic DA sa dlhodobo podieľa na určovaní významu stimulov, ako sú potraviny a vnímaví kamaráti, čím sprostredkovávajú správanie, ako je kŕmenie a rozmnožovanie, ktoré sú nevyhnutné na prežitie [120, 232]. Podobne bol navrhnutý mesolimbický DA, aby sa uľahčila voľba partnera, čo umožňuje, aby sa snaha o párenie zamerala na preferované špecifické spôsoby [80], hypotézu podloženú údajmi opísanými nižšie. Zapojenie tohto systému do vytvárania partnerských preferencií dáva zmysel v evolučnom kontexte, pretože výberové tlaky, ktoré si vyžadujú vytvorenie partnerstva medzi kamarátmi, by pravdepodobne viedli k zvýšeniu motivačnej hodnoty priradenej partnerovi a selektívnej príslušnosti, ktorá je charakteristická pre párová väzba.
Včasné experimentálne dôkazy naznačujúce zapojenie DA do tvorby preferencií partnerov pochádzajú z periférnych farmakologických manipulácií. Pripomeňme, že 24 hodiny spolužitia s párením spoľahlivo indukujú preferencie partnerov v mužských a ženských prériách. Zatiaľ čo tvorba partnerských preferencií nebola ovplyvnená injekciou fyziologického roztoku pred párovaním, liečba neselektívnym antagonistom DAR, haloperidolom, blokovanými partnerskými preferenciami spôsobenými párením u oboch pohlaví [7, 217]. Okrem toho liečba nízkymi dávkami apomorfínu, neselektívneho agonistu DAR, uľahčila tvorbu partnerských preferencií len po 6 hodinách spolužitia v neprítomnosti párenia [.7, 217]. Zhrnuté, tieto zistenia naznačujú, že aktivácia DAR je nevyhnutná pre tvorbu preferencií partnerov v prérijných volách.
Prvým funkčným dôkazom na implikáciu mesolimbickej DA pri vytváraní preferencií partnerov bolo zistenie, že párenie zvyšuje aktivitu DA v NAcc mužských aj ženských prérií [2].7, 98]. U žien napríklad extracelulárne hladiny DA vzrástli o takmer 51% nad východiskovú hodnotu počas párenia [98]. Podobne, párení muži mali 33% viac DA obratu v tejto oblasti v porovnaní s ne-párovanými samcami [7]. Priamy dôkaz o úlohe NAcc DA pri vytváraní preferencií partnerov pochádzal z lokálne špecifických farmakologických manipulácií s DA neurotransmisiou. Mikroinjekcia haloperidolu do NAcc zabránila vzniku partnerských preferencií vyvolaných párením, zatiaľ čo mikroinjekcia apomorfínu do tejto oblasti uľahčila tvorbu preferencií partnerov v neprítomnosti párenia [7]. Tieto účinky boli špecifické pre danú lokalitu, pretože manipulácia s DAR v CP, v oblasti susediacej s NAcc, ktorá tiež prijíma DAergickú inerváciu z oblastí stredného mozgu, nezmenila tvorbu preferencií partnerov [7].
Ďalšie experimenty používali receptorovo špecifických agonistov / antagonistov na preukázanie, že D1R a D2Rs v NAcc diferencovane regulujú tvorbu preferencií partnerov (Obr. 3A a B). Špecificky aktivovaná aktivácia NAcc D2R a blokáda D2R, tvorba preferencií partnerov u samcov i samíc prérijných volejov, čo naznačuje, že aktivácia NAcc D2R je nevyhnutná a dostatočná pre tvorbu preferencií partnerov [8, 98]. Na rozdiel od toho, aktivácia NAcc D1R zabránila vytváraniu partnerských preferencií partnerských a D2R agonistov u samcov prérijných voles, čo naznačuje inhibičnú úlohu NAcc D1Rs na tomto správaní [8]. Dôležité je, že tieto manipulácie boli účinné len vtedy, keď boli dodané do shellu NAcc, ale nie do jadra, čo naznačuje subregionálnu reguláciu preferencií partnerov v rámci NAcc [8].
DAR-špecifická regulácia tvorby partnerských preferencií v NAcc bola nedávno skúmaná na intracelulárnej úrovni. D2Rs a D1Rs sú obidva 7-transmembránové receptory, ktorých intracelulárne účinky sú sprostredkované heterotrimérnymi GTP-viažucimi proteínmi (G-proteíny) (prehľad nájdete v [163, 166]). Zatiaľ čo D2Rs a D1R majú podobné účinky na niektoré signálne dráhy, diferencovane regulujú intracelulárnu cyklickú adenozínovú 3-′, 5-monofosfátovú (cAMP) signálnu kaskádu prostredníctvom alfa podjednotky G-proteínov, s ktorými interagujú.163, 166](Obr. 3C). D2R sa viažu na inhibičné G-proteíny (Gai a Gao). Keď sú aktivované D2R, alfa podjednotka Gavstup / výstup inhibuje aktivitu adenylátcyklázy (AC), čo vedie k inhibícii produkcie cAMP a zníženiu aktivity proteínkinázy A (PKA) [163, 166]. D1R sa namiesto toho viažu na stimulačné G-proteíny (Gas a GaOLF). Aktivácia D1R vedie k zvýšeniu aktivity AC, produkcii cAMP a aktivácii PKA [163, 166]. Pretože D1R a D2R aktivácia odlišne ovplyvňujú signalizáciu cAMP, bolo navrhnuté, že táto signálna dráha môže byť základom pre DAR-špecifickú reguláciu tvorby preferencií partnerov [9]. Na podporu tejto hypotézy, zníženie aktivity PKA v rámci NAcc shell, ale nie jadro, uľahčilo tvorbu preferencií partnerov u samčích prérijných voles, čo je výsledok konzistentný s účinkami D2R aktivácie [8, 9] (Obr. 3D). Ďalej, v dvoch samostatných experimentoch, aktivácia stimulačných G-proteínov a aktivácia PKA v NAcc obale znemožnili tvorbu partnerských preferencií indukovaných párením, čo je v súlade s účinkami D1R aktivácie [8, 9] (Obr. 3D). Dôležité je, že tieto manipulácie nezmenili párenie alebo trvanie kontaktu počas párovania 24 párov, čo naznačuje, že zvýšená signalizácia cAMP priamo interferuje s tvorbou preferencií partnera. Tieto experimenty spoločne dokazujú, že cAMP intracelulárna signalizácia v NAcc shell reguluje tvorbu preferencií partnera a môže byť základom DAR-špecifických účinkov na toto správanie.
5. Neurobiológia selektívnej agresie
Ako už bolo spomenuté, po 24 hodinách párenia a vytváraní partnerských preferencií vykazujú samčie prérijné prérie vysoké úrovne agresie voči špecifickým cudzincom, najmä mužským cudzincom, ale nie voči svojim partnerom [124, 224, 231]. Okrem toho, po jednom až dvoch týždňoch dlhšieho spolužitia a párenia so svojím partnerom, párovo viazané mužské prérie voles zobrazujú intenzívnu agresiu voči mužským aj ženským votrelcom, vrátane pohlavne vnímavých žien, čím sa odmietajú potenciálne nové kamaráti [8, 99, 100, 231]. Predpokladá sa, že táto selektívna agresia je nevyhnutná pre stráženie partnera, obranu hniezda a zachovanie existujúceho puta medzi mužom a jeho partnerom.8, 37, 38, 99, 100, 231]. Ako je opísané nižšie, štúdie ukázali mnoho mozgových oblastí a zapojenie AVP aj DA do tohto správania.
5.1. Aktivácia mozgu spojená so selektívnou agresiou
Rôzne oblasti mozgu sa podieľajú na selektívnej agresii. Napríklad zobrazenie tohto správania bolo spojené so zvýšeným Fos-ir v MeA, BNST, MPOA, LS a AH (Obr. 4A) [99, 224]. V jednej z týchto oblastí bola zaznamenaná diferenciálna aktivácia medzi expozíciou známemu partnerovi a neznámym cudzincom [AH].99]. Špecificky, samčie prérie, ktoré boli spárované so samičkou počas dvoch týždňov (tj párovo viazané) a potom boli vystavené špecifickému mužskému alebo ženskému cudzincovi, mali významne vyššiu hustotu buniek Fos-ir v AH ako samci s párovou väzbou. ich partnerovi. Je zaujímavé, že samci vystavení buď mužským alebo ženským votrelcom mali tiež významne vyššiu hustotu buniek dvojito označených pre AVP-ir a Fos-ir v tejto oblasti mozgu ako muži znovu vystavení svojim partnerom, čo naznačuje, že AH AVP môže regulovať selektívnu agresiu [99] (Obr. 4B).
5.2. Neuropeptidová regulácia selektívnej agresie
Kvôli známej úlohe AVP v teritoriálnych zobrazeniach [79] a rozdiely v distribúcii AVP receptorov v oblastiach predného mozgu medzi monogamnými a polygamnými hrabošmi [123, 225] Sa predpokladá, že AVP sa podieľa na regulácii selektívnej agresie. V prvom experimente na testovanie tejto hypotézy, Winslow a kol. (1993) zistili, že injekcia antagonistu V1aR, ale nie mozgovomiechového moku (CSF), do laterálnej komory počas 24 hodín párenia zabránila následnému zobrazeniu selektívnej agresie indukovanej párením samcov prérijných prérií. Okrem toho infúzia AVP do laterálnych komôr indukovala agresiu voči votrelcom v pohlavne naivných samiciach, ktoré neboli vystavené ženám. Podobné manipulácie OT systému nezmenili agresívne správanie, čo naznačuje, že centrálna AVP, ale nie OT, neurotransmisia reguluje selektívnu agresiu v mužských prériách voles [231].
Táto hypotéza ďalej podporovala miestne špecifické manipulácie v AH [100]. Sexuálne naivní muži, ktorí dostávali AVP infúziu priamo do AH, vykazovali významne vyššie hladiny agresie voči novej samici ako muži liečení vehikulom alebo s AVP aj antagonistom V1aR, čo naznačuje, že AVP neurotransmisia v AH môže indukovať agresiu v prérijných volách (Obr. 4E). Okrem toho, u párovo viazaných samčích prérijných volejov, bolo uvoľňovanie AVP v AH významne vyššie u subjektov vystavených cudziemu zvieraťu ako u tých, ktoré boli vystavené ich partnerom (Obr. 4C). Zaujímavé je, že veľkosť uvoľňovania AVP u týchto zvierat korelovala pozitívne s ich frekvenciou agresivity a negatívne s trvaním afilácie. Okrem toho blokáda V1aRs v AH, ale nie v iných oblastiach mozgu, zabránila zobrazeniu selektívnej agresie u párovo viazaných samcov, čo priamo implikovalo AH AVP v tomto správaní (Obr. 4E). V tej istej štúdii sa zistilo, že párovo viazaní muži mali významne vyššie hustoty V1aRs, ale nie OTRs, v AH ako pohlavne naivní muži (Obr. 4D), z čoho vyplýva, že skúsenosť párového spájania môže spôsobiť neuroplastické zmeny v systéme AH AVP, ktoré sú základom vzniku selektívnej agresie [100]. Táto hypotéza bola podporená zistením, že umelá nadmerná expresia V1aR vírusovým vektorom sprostredkovaným génovým prenosom, pri sexuálne naivných prériách, zvyšuje agresivitu voči novým ženám (Obr. 4F)[100]. Súhrnne povedané, tieto údaje naznačujú, že AVP v AH hrá integrálnu úlohu v regulácii selektívnej agresie u samčích prérií.
5.3. DA regulácia selektívnej agresie
Mesolimbic DA bol tiež zapojený do selektívnej agresie, najmä agresie, ktorú prejavujú muži s párovými väzbami voči cudzím ženám [8]. V dvoch samostatných experimentoch boli hustoty DAR v mozgoch samcov prérijných volejov, ktoré boli sexuálne naivné, porovnané s hustotou samcov buď spárovaných so samičkou po dobu 24 hodín alebo dvoch týždňov (tj párovo viazaných) [2].8]. Hoci sa nezistili žiadne rozdiely v hustotách DAR medzi pohlavne neliečenými mužmi a mužmi, ktorí sa párili so samičkou počas 24 hodín, muži s párovou väzbou mali významne vyššie hladiny D1Rs, ale nie D2Rs, v NAcc, ale nie CP, než ich pohlavne naivné náprotivky (Obr. 4G a H). Ako dva týždne, ale nie 24 hodín kohabitácie a párenia zvýšených NAcc D1R, tieto výsledky naznačujú, že táto neuroplastická zmena nie je nevyhnutná pre počiatočnú tvorbu partnerských preferencií - výsledok, ktorý je konzistentný s D2R, ale nie D1R, reguláciou vyššie uvedená tvorba preferencií partnerov - ale namiesto toho svedčí o rozšírenej sociosexuálnej skúsenosti s partnerom (tj o úplnom vytvorení párového zväzku) [8]. Je zaujímavé, že toto zvýšenie hladín D1R u párovo viazaných samcov sa zhoduje so vznikom agresívnej agresie voči cudzím ženám (muži, ktorí sú spárovaní so samičkou počas dvoch týždňov, vykazujú silnú útočnú agresiu voči cudzím ženám).8, 99, 100], zatiaľ čo muži, ktorí sú sexuálne naivní alebo majú povolenie na párenie so ženou po dobu 24 hodín, nemajú [224]). Preto sa predpokladalo, že zvýšené hladiny D1R v NAcc párovo viazaných samcov môžu regulovať selektívnu agresiu voči cudzím ženám. Lokálna špecifická farmakologická blokáda NAcc D1Rs bola použitá na testovanie tejto hypotézy. Kým párovo viazaní samci liečení CSF vykazovali silnú ofenzívnu agresiu voči ženskému votrelcovi, intra-NAcc injekcia antagonistu D1R túto agresiu zrušila (Obr. 4I). Súhrnne povedané, tieto údaje naznačujú, že NAcc D1R upregulácia môže byť základom dôležitého prechodu správania, ktorý sa vyskytuje v mužských prériách, pretože postupujú zo stavu sexuálneho naivného na to, aby boli plne viazané na pár, čo vedie k ofenzívnej agresii voči cudzím ženám a udržiavaniu stanovená dvojica väzieb [8]. V zaujímavej paralelnej s týmto zistením, opakované vystavenie bežným drogám zneužívania, amfetamín, zvýšená agresivita voči nešpecifikám a zabránenie vzniku partnerských preferencií [100, 151]. Dôležité je, že tieto zmeny správania sa časovo zhodovali s upreguláciou D1R v NAcc a V1aRs v AH, čo naznačuje, že zneužívané lieky môžu uniesť prirodzené formy neuroplasticity, ktoré sa vyvinuli na udržanie párových väzieb [100, 151].
6. Neurobiológia otcovského správania
Paternálne správanie bolo hlásené u niekoľkých nehumánnych monogamných druhov cicavcov vrátane tamarínov [246], kosmani [5], titis [160, 161], škrečkov [118], pískomily [182], myši [24] a voles [174, 205]. Štúdie na neľudských primátoch sa zameriavali na charakterizáciu otcovského správania a účinkov, ktoré majú manipulácie so sociálnym prostredím na zobrazovanie tohto správania, a poskytli dôležité translačné informácie pre ľudské zdravie. Štúdie na hlodavcoch sa namiesto toho zameriavali na centrálnu reguláciu otcovského správania a poskytli cenné informácie týkajúce sa nervových mechanizmov, ktoré sú základom otcovského správania. Hoci kalifornská myš sa na tento účel osvedčila ako vhodný model hlodavcov [24-26, 59], model vole bol pravdepodobne najrozšírenejšie používaný v štúdiách neurobiológie otcovského správania a údaje z týchto štúdií sú zhrnuté nižšie.
6.1. Aktivácia mozgu spojená s otcovským správaním
Tak ako v štúdii tvorby preferencií partnerov a selektívnej agresie, skoré štúdie skúmajúce otcovské správanie vole používali Fos-ir na mapovanie oblastí mozgu, ktoré sú aktivované expozíciou mláďat a zobrazovaním otcovského správania. Po expozícii špecifickému mláďatu sa u samcov prérijných volejov objavili zvýšené farbenie Fos-ir v niektorých oblastiach predného mozgu vrátane AOB, MeA, BNST, MPOA a LS, čo implikuje zapojenie týchto oblastí do spracovania podnetov spojených s mláďatami a / alebo do regulácia otcovského správania [134, 222]. Úloha čuchového systému a MeA pri otcovskom správaní bola ďalej potvrdená štúdiami lézií na prérijných volách. Muži, ktorí dostali bilaterálnu bulb ect ect omy omy showed showed showed showed showed showed showed showed showed showed significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant significant m významnejšom poklese otcovského správania spolu s iným sociálnym správaním v porovnaní s mužmi, ktorí podstúpili falošnú operáciu.135]. Okrem toho, lézie Meon šetriace epizódy MeA znížili otcovské správanie v mužských prériách bez toho, aby ovplyvnili iné správanie, ako je prieskum, lokomócia a čuchové vyšetrenie [133]. Nakoniec, na rozdiel od prérijných volejov, vystavenie mláďat významne nezvýšilo značenie Fos-ir v MeA, BNST, MPOA alebo LS samčích lúčnych hrabochov, čo ďalej poukazuje na dôležitosť týchto oblastí mozgu v regulácii mužskej rodičovskej starostlivosti.222].
6.2. Neuropeptidová regulácia otcovského správania
Okrem vyššie spomenutého správania sa centrálne AVP a OT podieľajú na rodičovskom správaní, najmä u žien. Injekcie AVP do laterálnej komory samíc potkanov indukujú trvalé rodičovské správanie [177]. Potkany Long-Evans ďalej vykazujú vynikajúce rodičovské správanie v porovnaní s ich úzko súvisiacimi mutačnými variantmi s deficitom AVP, potkanmi Brattleboro [227]. OT, ako na periférii, tak v mozgu, tiež zohráva dôležitú úlohu v správaní súvisiacom so starostlivosťou o matku, vrátane kontrakcie maternice pri pôrode, ejekcie mlieka počas laktácie [87, 211] a regulácia správania matiek u žien [142, 177]. Keďže OT a AVP sa preto podieľajú na rodičovskom správaní žien a iných sociálnych prejavoch u žien aj mužov, výskumníci začali hodnotiť úlohu, ktorú tieto neuropeptidy zohrávali pri regulácii mužského správania rodičov.
Prvý dôkaz naznačujúci úlohu týchto neuropeptidov pri otcovskom správaní bol poskytnutý štúdiami skúmajúcimi vzťah medzi otcovskou skúsenosťou a AVP-ir hustotou vlákien alebo expresiou mRNA AVP / OT v mozgu. Prairie voles, ktoré boli spárované so ženou dva týždne alebo boli prvými otcami, preukázali podstatne viac otcovského správania a mali nižšiu hustotu AVP-ir vlákien v LS, ale nie MPOA, než ich pohlavne naivné náprotivky [17, 18]. Zaujímavé je, že táto zmena v hustote LS AVP-ir vlákniny nebola nájdená u otcov lúčnych vole - to prirodzene vykazuje malé až žiadne otcovské správanie voči mláďatám - čo naznačuje, že zmeny v LS AVP môžu skutočne zohrávať úlohu v prérijnom vole otcovskom správaní [17]. AVP v PVN sa tiež podieľa na chovaneckom správaní prérijných vole, pretože značenie AVP mRNA v tejto oblasti sa zvýšilo v mužských prériách, ktoré sa nedávno stali otcami, ale nezmenili sa v prirodzených otcovských mužských otcovských otcovských otrokoch.226]. Hoci je málo známe o úlohe OT pri otcovskom správaní v prérijných volách, existuje určitý dôkaz, že tento neuropeptid môže byť zahrnutý. Napríklad mláďatá prérijných vole chované matkami dostávali len menej olizovania / úpravy a dozrievali pomalšie v porovnaní s mláďatami chovanými oboma rodičmi. V dospelosti sa u prvého prejavilo menšie rodičovské správanie orientované na mláďatá a zvýšená expresia mRNA OT v hypotalame ako u ostatných, ale tieto účinky boli zaznamenané hlavne u žien [4]. Tieto údaje spolu ukazujú, že AVP a OT v rôznych oblastiach mozgu môžu regulovať otcovské správanie.
Niekoľko štúdií priamo hodnotilo funkčný význam centrálneho AVP a OT pri otcovskom správaní. V jednej z týchto štúdií boli zaznamenané nepatrné zmeny v otcovom správaní pohlavne naivných samcov po icv podaní AVP alebo OT, zatiaľ čo kombinovaná icv liečba OTR a antagonistu V1aR ovplyvnila otcovské správanie spôsobom závislým od dávky [13]. Pri nízkych dávkach (každý 1ng) mali antagonisty OTR / V1aR tendenciu zvyšovať latenciu pri prístupe k mláďatám a chúlostivosti, zatiaľ čo pri vysokých dávkach (10ng každý) sa signifikantne znížilo správanie otcov a významne sa zvýšil výskyt záchvatov mláďat [.13]. Aj keď táto štúdia demonštruje, že centrálny AVP a OT skutočne majú funkčné účinky na otcovské správanie, je potrebné ďalšie experimentovanie na ďalšie pochopenie úlohy každého neuropeptidu na špecifické správanie otcov a ich miesta pôsobenia v mozgu. V jedinej štúdii, ktorá tak doteraz urobila, Wang a kol. (1994) skúmali účinky manipulácie s AVP v LS na štyri z najčastejších otcovských správ, vrátane lízania / groomingu, krčenia / schúľania, kontaktovania a získavania mláďat. Sexuálne naivné mužské prérie voles injektované s AVP priamo do LS strávili podstatne viac času zobrazovaním otcovských aktivít, konkrétne kontaktovaním a krčením nad mláďatami, ako hrabošmi injikovanými fyziologickým roztokom. Tieto účinky boli blokované pred-injekciou antagonistu V1aR v LS, čo naznačuje, že LS AVP je nevyhnutné a dostatočné pri regulácii otcovského správania [213].
Hoci lokálne špecifické účinky OT na otcovské správanie neboli nikdy testované, existuje dôkaz, že NAcc OT môže byť zahrnutý. Tento dôkaz vychádza z komparatívnych štúdií, ktoré demonštrujú druhové rozdiely v NAcc OTR hustotách, ktoré korelujú s druhovými rozdielmi v otcovom správaní [122], význam aktivácie OTR v iných správaniach spojených s párovým viazaním u mužov (napr. tvorba partnerských preferencií) [150, 244], a rôzne štúdie dokumentujúce úlohu NAcc OTRs u ženského rodičovského správania. Napríklad NAcc OTR hustoty súvisia so spontánnym materinským správaním u pohlavne naivných dospelých samičiek prérií. Konkrétne, ženy, ktoré vykazovali materské správanie, mali vyššie hustoty OTRs v NAcc ako ženy, ktoré nevykazovali materinské správanie alebo napadli mláďatá [173]. Podobná pozitívna korelácia bola zaznamenaná medzi hustotou NAcc OTR a aloparentálnou starostlivosťou u mladých samíc prérijnej prérie [172]. Okrem toho, hustota OTR v NAcc bola pozitívne spojená s inými afiliatívnymi správaniami, vrátane tvorby preferencií partnerov [188]. Hoci nikdy neboli priamo testované u samcov, tieto údaje naznačujú, že NAcc OT sa môže podieľať na otcovskom správaní.
6.3. DA regulácia otcovského správania
Zatiaľ čo veľký počet výskumov zdokumentoval dôležitosť centrálneho DA v materinskom správaní (pozri \ t171] na preskúmanie), menej štúdií skúmalo úlohu centrálneho DA pri otcovskom správaní. Hoci boli tieto štúdie obmedzené, poskytli presvedčivé predbežné dôkazy o tom, že DA sa tiež podieľa na starostlivosti o rodičov.
V jedinom farmakologickom experimente, ktorý skúmal DAergickú reguláciu otcovského správania v prérijných volách, Lonstein (2002) ilustroval, že blokáda DAR má rozdielne účinky na odlišné aspekty otcovského správania (napr. Kontaktovanie, lízanie a schúľanie sa nad mláďatami). Konkrétne, blokáda DARs neselektívnym antagonistom DAR, haloperidolom, zhoršila niektoré otcovské správanie - vrátane kontaktovania a lízania mláďat - napriek tomu vylepšených iných, ako je chúlostenie sa nad mláďatami. Hoci haloperidol v niektorých dávkach narušuje všeobecnú motorickú aktivitu [195], účinky haloperidolu na niektoré správanie otcov, konkrétne lízanie mláďat, boli zaznamenané pri dávkach, ktoré nemenili celkové skóre aktivity, čo naznačuje, že aktivácia DAR má primárne účinky na otcovské správanie. Preto tieto údaje nielenže preukazujú úlohu DA pri otcovskom správaní, ale tiež ilustrujú, že DAergická regulácia otcovského správania je špecifická pre správanie [153]. Na odhalenie oblastí mozgu, ktoré sa podieľajú na DAergickej regulácii otcovského správania, sa doteraz nepoužili žiadne miestne špecifické manipulácie. Experiment mapujúci aktiváciu neurónov v reakcii na mláďatá však ponúkol určitý pohľad na túto záležitosť. Pripomeňme, že prérijný vole mozog obsahuje skupinu DAergických buniek v pBNST a MeApd, ktorá je sexuálne dimorfná - muži majú v týchto oblastiach viac DAergných buniek ako ženy [168] - a tieto bunky sú potenciálne citlivé na androgény a estrogény [40]. Zaujímavé je, že tieto bunkové populácie sú aktivované (označené dvojitým označením Fos / TH) v mozgu samčích prérií vole po interakciách s nešpecifickými mláďatami [168], a preto môže byť zapojený do otcovského správania.
Hoci na tento účel ešte neboli uskutočnené žiadne štúdie, navrhuje sa, že NAcc DA môže tiež hrať úlohu pri otcovskom správaní. Ako bolo opísané vyššie, vole NAcc obsahuje husté DA terminály a receptory a NAcc DA hrá dôležitú úlohu v regulácii iných sociálnych správ spojených s párovým viazaním, vrátane vytvárania preferencií partnerov a selektívnej agresie v mužských prériách voles [7, 8]. Okrem toho NAcc DA hrá dobre známu úlohu v materinskom správaní u iných druhov hlodavcov. U potkanov sa napríklad DA uvoľňuje v NAcc ako odozva na podnet šteňa [109] a zmeny v aktivite NAcc DA v období po pôrode sú korelované so zmenami v rôznych rodičovských prejavoch, od vyhľadávania mláďat, od ošetrovateľstva, lízania / starostlivosti a materinskej pamäte [3]. Preto môže byť užitočné pre budúce vyšetrenia mužského rodičovského správania skúmať možnosť, že NAcc DA hrá dôležitú úlohu.
7. Iné neurochemikálie / hormóny podieľajúce sa na párovom viazaní
Okrem AVP, OT a DA sa niekoľko ďalších neurotransmiterov a hormónov podieľa na sociálnom správaní spojenom s párovým viazaním v prérijných volách. Jeden zaujímavý príklad zahŕňa neurochemikálie spojené s osou hypotalamus-hypofýza-nadobličky (HPA), systém, ktorý sprostredkováva stresové reakcie. V stručnosti, počas stresora sa faktor uvoľňujúci kortikotropín (CRF) uvoľnený z hypotalamu viaže na receptory CRF v prednej hypofýze, čo vedie k syntéze adrenokortikotropného hormónu (ACTH) [143]. ACTH sa potom uvoľňuje do krvného obehu a pôsobí na kôru nadobličiek za vzniku glukokortikoidov, ako je napríklad kortikosterón (CORT), ktorý potom môže pôsobiť na receptory glukokortikoidov (GR) v mozgu na sprostredkovanie odpovedí na stres [143]. Prairie voles sa považujú za hlodavce rezistentné voči glukokortikoidom, pretože majú približne 5- až 10-násobne vyššiu bazálnu plazmatickú CORT a 3-násobne vyššiu bazálnu hladinu ACTH, spolu s 10-násobne nižšou afinitou GRs, najmä GR typu I, čo je sú vyjadrené v nižších hustotách v mozgu v porovnaní s potkanmi a promiskuitnými hrabošmi [110, 204].
Údaje z experimentov správania naznačujú, že účinok CORT na párové viazanie je pohlavne dimorfný. U ženských prérií voles, spolužitie s mužom, čo viedlo k tvorbe preferencií partnerov, významne znížilo hladiny sérového CORT [63]. Ďalej zníženie aktivity GR buď znížením cirkulujúcej CORT prostredníctvom adrenalektómie [63] alebo liečením zvierat antagonistom GR [52], uľahčila tvorbu preferencií partnerov. Naproti tomu injekcie CORT alebo stresový test plávania, ktoré zvýšili cirkulujúci CORT [66], zabránil rozvoju vytvárania preferencií partnerov [63]. Tieto údaje spoločne naznačujú, že zníženie aktivity osi HPA uľahčuje tvorbu preferencií partnerov v ženských prériách. U mužov na druhej strane adrenalektómia inhibovala tvorbu preferencií partnera a tento účinok bol nahradený CORT náhradou [64], čo znamená, že CORT je nevyhnutný pre vytvorenie preferencie partnera u samcov. Okrem toho v novšej štúdii strata viazaného partnera významne zvýšila hladiny cirkulujúceho CORT a hmotnosť nadobličiek u samcov prérijných volejov, čo naznačuje, že aktivita HPA osí môže sprostredkovať averzívne účinky separácie partnerov, a teda zohrávať úlohu pri zachovaní a udržaní rovnováhy. údržba existujúcich párových dlhopisov [29]. HPA os bola tiež zapojená do otcovského správania. Muži, ktorí boli vystavení stresu pri plávaní, strávili podstatne viac času chúlostivým pohybom nad mláďatami a trendom k viac času lízaniu a starostlivosti o mláďatá, ako boli nestresované kontroly.14]. Tieto behaviorálne účinky sa v ženských prériách nenachádzali, čo poukazuje na to, že účinky stresu na správanie rodičov - ako napríklad tvorba preferencií partnerov - môžu byť sexuálne dimorfné [14].
CRF sa tiež podieľa na správaní párových väzieb. Mužské prérie, ktoré dostávali injekcie CRF, vykazovali preferencie partnerov v neprítomnosti párenia a toto indukované správanie bolo blokované spoločným podávaním antagonistu CRF receptora [67]. Určili sa aj oblasti mozgu, ktoré sa podieľajú na sprostredkovaní preferencií partnerov CRF. Lokálne CRF injekcie do NAcc uľahčili, zatiaľ čo antagonisty CRF receptora inhibovali tvorbu partnerských preferencií u samčích prérijných voles [148]. Ďalej párovanie so samicou vyvolalo zvýšenie CRF mRNA v BNST samčích prérijných voles [29]. Nakoniec, icv podávanie urokortínu-II, člena rodiny CRF peptidov, zvýšilo pasívne rodičovské správanie sa u mužských aj ženských prérií, ale táto liečba nemala žiadny vplyv na úzkostné alebo lokomotorické správanie [190].
Niekoľko ďalších neurochemikálií sa tiež podieľa na sociálnom spojení v prairie voles. Napríklad u mužských prérijných voles, intra-VTA podávanie NBQX, antagonistu AMPA receptora alebo bikukulín, antagonistu GABA receptora, indukovanú tvorbu preferencií partnerov, implikujúc tieto aminokyseliny v selektívnej afilácii [53]. Podávanie selektívneho inhibítora spätného vychytávania serotonínu, fluoxetínu, zvýšilo latenciu angažovania sa v rodičovskom správaní u mužských aj ženských prérií, znížilo agresiu u mužov a nemalo žiadny vplyv na nesociálne správanie [209], čo ukazuje, že serotonín môže tiež sprostredkovať sociálne správanie spojené s párovým viazaním. Gonadálne steroidy môžu byť tiež pridané do tohto zoznamu. Manipulácia testosterónu alebo estrogénu počas prvého alebo druhého týždňa života významne zmenila následné afiliatívne a / alebo aloparentálne správanie u juvenilných prérijných voles [138, 184]. Estrogénový receptor alfa (ERa) môže sprostredkovať niektoré účinky gonádových steroidov na správanie párových väzieb v prérijných volách. Štúdie ukázali, že ženy majú viac ERα-ir buniek v niekoľkých oblastiach mozgu, vrátane MeA, BNST, MPOA a VMH ako u mužov, a zníženie ERa-ir farbenia v BNST, MPOA a VMH samíc bolo spojené s indukciou sexuálnej vnímavosti [113]. U mužov, zvýšená expresia ERa v MeA, transfekciou adenoasociovaného vírusového vektora, narušila zobrazenie aloparentálneho správania a zhoršila sa tvorba partnerských preferencií [58]. Podobne muži so zvýšenou expresiou ERα v BNST vykazovali zníženú sociálnu príslušnosť [140]. Tieto údaje poukazujú na inverzný vzťah medzi regionálnou expresiou ERα a sociálnym správaním v prériách. Súhrnne povedané, vyššie popísané štúdie zdôrazňujú zapojenie viacerých neurochemikálií a hormónov do regulácie správania párových väzieb u mužských aj ženských prérií.
8. Neurochemické / hormonálne interakcie
Ako je uvedené vyššie, na párovom viazaní sa podieľajú rôzne neurochemické, neurotransmiterové a hormonálne systémy. Je však nepravdepodobné, že by tieto systémy konali nezávisle na regulácii tohto komplexného sociálneho správania. V nasledujúcej časti sa budeme zaoberať štúdiami dokumentujúcimi známe interakcie medzi niektorými z týchto systémov, vrátane CRF, OT, AVP, DA, glutamátu (GLU), kyseliny gama-aminomaslovej (GABA) a gonádových steroidných hormónov pri regulácii párov. väzbové správanie, predovšetkým tvorba preferencií partnerov.
Dva z prvých neurochemikálií navrhli vzájomnú interakciu pri regulácii tvorby partnerských preferencií v prérijných volách boli CORT a OT. Pripomeňme, že u pohlavne naivných žien sa vystavenie neznámeho muža významne zvýšilo centrálne uvoľnenie OT [187] a znížené hladiny CORT v sére [63], účinky, ktoré uľahčujú vytváranie preferencií partnerov. Zaujímavé je, že icv injekcie OT spôsobili porovnateľný pokles hladín sérového CORT, čo naznačuje, že OT môže interagovať s HPA osou na reguláciu tvorby preferencií partnerov [65] - myšlienka, ktorá si môže vyžadovať budúce vyšetrovanie vzhľadom na navrhovanú interakciu medzi OT a CORT v iných sociálnych situáciách [6, 39, 42, 132].
Ukázalo sa tiež, že OT interaguje s AVP pri regulácii partnerských preferencií, čo nie je prekvapujúce vzhľadom na to, že tieto dva neuropeptidy sú navzájom úzko prepojené a nie len zdieľajú podobné chemické štruktúry - líšia sa iba dvoma aminokyselinami - ale môžu byť interagujú s ostatnými receptormi [19]. Ako bolo opísané vyššie, icv injekcia AVP alebo OT môže indukovať partnerské preferencie u samcov aj samíc prérijných volejov po tom, ako sa už po jednej hodine 1 kohabitácie so zvieraťom opačným pohlavím. Je zaujímavé, že účinky AVP na tvorbu preferencií partnerov sú zrušené v prítomnosti antagonistu OTR a účinky OT sú zrušené v prítomnosti antagonistu V1aR, čo naznačuje, že AVP a OT môžu interagovať, aby sprostredkovali preferencie partnerov [[43]. Tieto výsledky ďalej naznačujú, že uľahčenie tvorby partnerských preferencií môže vyžadovať súčasnú aktiváciu V1aR aj OTR [43]. Miestne špecifická manipulácia v LS mužských prérijných voles podporila túto hypotézu. Tvorba preferencií partnerov indukovaná mikroinjekciou AVP do LS bola blokovaná súčasným podávaním antagonistu OT receptora [149]. Zhrnuté, tieto štúdie naznačujú, že centrálne systémy OT a AVP môžu vzájomne spolupracovať, aby sprostredkovali vytváranie preferencií partnerov.
Ukázalo sa tiež, že OT a AVP interagujú s inými systémami neurotransmiterov, ako je DA, na sprostredkovanie preferencií partnerov. U ženských prérijných voles sa napríklad zabránilo partnerským preferenciám indukovaným NAcc D2R aktiváciou súčasným podávaním antagonistu OTR [150]. Naopak, partnerské preferencie vyvolané centrálnym OT podávaním boli blokované súčasným podávaním antagonistu D2R v NAcc [150]. Tieto výsledky naznačujú, že simultánna aktivácia D2R aj OTR v NAcc je potrebná na uľahčenie partnerských preferencií u ženských prérií. Interakcie AVP-DA sa tiež podieľajú na vytváraní preferencií partnerov. V nedávnej štúdii, prirodzene promiskuitné samčie lúčne voles - ktoré by inak nevytvárali preferencie partnera s matkou - dostali vírusový vektorom sprostredkovaný prenos génu prérie vole V1aR do VP, čo viedlo k upregulácii V1aR v tejto oblasti a tvorbe preferencií partnerov po 24 hodinách párenia [145]. V druhom experimente boli tieto vírusom indukované preferencie blokované podávaním antagonistu D2R pred párením, čo naznačuje, že AVP a DA môžu interagovať, aby sprostredkovali tvorbu párovej väzby [145]. Túto hypotézu podporuje dobre známe neuroanatomické spojenie medzi týmito dvoma regiónmi, keďže D2R exprimuje stredne ostré neuróny v projekte NAcc priamo VP [.90].
GLU, GABA a CRF boli tiež navrhnuté na interakciu s DA pri regulácii preferencií partnerov [52, 53]. Blokáda receptorov AMPA GLU alebo GABA prostredníctvom injekcie NBQX alebo bikukulínu do preferencií partnerov indukovaných VTA v neprítomnosti párenia. Pretože VTA predstavuje hlavný zdroj DAergických afferentov do mezolimbických oblastí mozgu, vrátane NAcc, navrhlo sa, že účinky týchto antagonistov na tvorbu preferencií partnerov mohli byť sprostredkované ich účinkami na NAcc DAergic neurotransmission [53]. V samostatnej štúdii periférne podávanie RU-486, GR antagonistu, indukovalo preferencie partnerov v ženských prériách pri absencii párenia [52]. Tieto účinky boli blokované súčasným podávaním antagonistu D1R alebo D2R do laterálnej komory, čo naznačuje, že účinky GR antagonizmu na tvorbu preferencií partnerov môžu byť sprostredkované interakciou s centrálnymi DA systémami [52]. Je potrebné ďalšie experimentovanie, aby sa podrobne opísala povaha interakcií medzi GLU, GABA, CRF a DA pri vytváraní preferencií partnerov.
Nakoniec, gonádové steroidy hrajú dôležitú úlohu v párovom viazaní a predpokladá sa, že interagujú s rôznymi neuropeptidovými a neurochemickými systémami, ktoré sa podieľajú na tomto správaní. Napríklad predĺžená expozícia mužského (alebo samčieho chemosenzorického signálu) zvyšuje hladiny cirkulujúceho estradiolu a následne behaviorálny estrus alebo sexuálnu vnímavosť v ženských prériách voles [35, 36, 47, 203]. Sexuálna vnímavosť môže byť tiež indukovaná u ovariektomizovaných samíc samotným podávaním estrogénu [35]. Je zaujímavé, že zvýšené hladiny estrogénov v sére, indukované expozíciou mužským chemosenzorickým signálom alebo exogénnym podávaním estrogénu, významne zvýšili väzbu OTR v mozgu prérie vole.233], čo poukazuje na to, že estrogén a OT môžu interagovať s cieľom regulovať párenie - čo uľahčuje tvorbu preferencií partnerov u žien [228]. U mužov sa zistilo, že testosterón ovplyvňuje účinky AVP na tvorbu preferencií partnerov. Pripomeňme, že icv podávanie AVP uľahčuje tvorbu partnerských preferencií v mužských prériách voles po iba 1 hodine spolužitia [43]. Zaujímavé je, že podávanie AVP neindukuje partnerské preferencie u dospelých samčích prérijných voles, ktoré boli kastrované v deň ich narodenia, čo naznačuje, že organizačné účinky testosterónu sú potrebné pre účinky AVP na tvorbu preferencií partnerov [57]. Testosterón a AVP môžu interagovať aj pri regulácii otcovského správania, pretože mužské prérie, ktoré boli kastrované v dospelosti, mali zníženú hustotu AVP-ir vlákien v LS a vykazovali menšie otcovské správanie ako kontroly s intaktnými gonádami [219[cf.152, 153]).
9. Zhrnutie a ďalšie úvahy
Párové spojenie v prérijných volách je komplexné sociálne správanie, ktoré zahŕňa koordináciu niekoľkých odlišných správaní, vrátane selektívnej príslušnosti, selektívnej agresie a rodičovskej starostlivosti. Vhodná expresia týchto správ vyžaduje rôzne kognitívne funkcie, vrátane zmyslového spracovania, tvorby pamäte a individuálneho rozpoznávania, ako aj výkonu motora. Viaceré mozgové oblasti, ako napríklad MeA, BNST, LS, NAcc, PFC a AH, o ktorých je známe, že sprostredkovávajú tieto procesy, sa podieľajú na správaní párových väzieb v prérijných volách, ako je opísané vyššie. Ďalej je známe, že mnohé z neurochemikálií, ktoré sa podieľajú na správaní párových väzieb, vrátane AVP, OT, DA, CRF a GLU, pôsobia v týchto oblastiach mozgu na sprostredkovanie procesov nevyhnutných pre párové viazanie. Napríklad AVP v LS [78] a OT v MeA [77] sprostredkujú spoločenské uznanie v iných druhoch, proces, ktorý je nevyhnutný pre tvorbu a zobrazovanie partnerských preferencií v prérijných volách. Ako ďalší príklad, DA v NAcc zohráva dôležitú úlohu v podmienenom vzdelávaní o odmene [23, 119], čo je proces, ktorý pravdepodobne prispieva k vytváraniu preferencií partnerov sprostredkovaním naučeného spojenia medzi zosilňujúcimi vlastnosťami párenia a špecifickým čuchovým podpisom partnera [8, 10, 245].
Hoci starostlivé experimentovanie odhalilo dôležitosť každej z týchto oddelených oblastí mozgu a neurochemikálií pre správanie párového párovania, každé testované správanie je nepochybne regulované väčším obvodom zahŕňajúcim viac oblastí mozgu a neurochemikálií. Aj keď údaje z iných druhov hlodavcov ešte neboli úplne vyšetrené na svaloch, preukázali jasné anatomické spojenia medzi oblasťami mozgu uvedenými vyššie a tieto spojenia tvoria nervové obvody s diskrétnymi funkciami, ktoré sú relevantné pre párové väzby [2].245]. Napríklad spojenia medzi vomeronazálnym orgánom (VNO), AOB a MeA hrajú dôležitú úlohu pri spracovaní chemosenzorických signálov [30, 72, 121, 130, 192], a nie je prekvapujúce, že aktivácia VNO aj MeA počas spoločenského a sexuálneho prežívania (keď sú prítomné diskrétne špecifické čuchové podnety) sú nevyhnutné pre vytvorenie partnerských preferencií [49, 133]. Spojenia medzi MeA a AH regulujú agresiu [33, 202], a aktivácia tejto cesty pravdepodobne reguluje selektívnu agresiu v prérijných volách [99, 224]. Okrem toho, dobre charakterizovaný mesolimbický DA systém, ktorý sa skladá z DAergických buniek vo VTA, ktoré projektujú NAcc a mPFC, je regulovaný recipročnými GLUergickými projekciami z mPFC do NAcc a VTA [34, 193]. Tento nervový okruh priraďuje motivačný význam k environmentálne relevantným stimulom.120, 232], uľahčujúce adaptívne správanie zamerané na ciele, ako napríklad kopulácia s receptívnym kamarátom [22, 74, 179, 180] a vyhľadávanie mláďat [2, 112, 171]. Je dôležité poznamenať, že rovnako ako ten istý systém môže sprostredkovať viac ako jedno správanie, o čom svedčí druhý príklad, ten istý neurochemikál môže regulovať viac ako jedno správanie. Napríklad AVP neurotransmisia v LS, VP a / alebo AH hrá dôležitú úlohu pri vytváraní preferencií partnerov, selektívnej agresii a otcovskom správaní. Ďalej, jedna behaviorálna udalosť môže byť sprostredkovaná viac ako jedným nervovým okruhom. Napríklad sociosexuálna skúsenosť - nevyhnutná podmienka tvorby partnerských preferencií - indukuje vydávanie DA aj OT v NAcc [98, 187], Vydanie AVP v oboch LS [216] a VP [245], a tiež sa navrhuje uvoľniť OT v PFC [245]. Viaceré nervové obvody a neurochemikálie teda navzájom spolupracujú, aby regulovali správanie spojené s párovým viazaním.
Nakoniec, v diskusii o párovom spojení v prérijnom vole by sa nemali prehliadať rozdiely medzi pohlaviami. Ako bolo uvedené vyššie, nervová regulácia správania párového viazania je v niektorých prípadoch sexuálne dimorfná (napr. Regulácia tvorby preferencií partnera CORT [63, 64]). Ďalej, niektoré neuropeptidy, ako napríklad AVP a OT, môžu mať rodovo špecifické úlohy v určitých správaniach súvisiacich s párovým viazaním: AVP reguluje selektívnu agresiu [99, 100] a otcovské správanie [149, 213] u mužov, zatiaľ čo OT reguluje starostlivosť o matky u žien [16, 76, 165, 173, 178]. Okrem toho sa zdá, že muži a ženy sa líšia svojou citlivosťou voči AVP a OT. Hoci obidva neuropeptidy sa podieľajú na tvorbe preferencií partnerov u oboch pohlaví [43], nižšie dávky AVP postačovali na vyvolanie partnerských preferencií u samcov ako samíc a periférne OT podávanie bolo účinné na indukciu tvorby partnerských preferencií len u samíc, ale nie u samcov, prérijných volej [54]. Sexuálne dimorfizmy vo fyziológii a nervových substrátoch môžu byť základom týchto rozdielov v správaní. Napríklad v prípade iných druhov hlodavcov [48, 61, 207], mužské voles majú viac AVP mRNA označených buniek v BNST a MeA a vyššiu hustotu AVP-ir vlákien v LS (najpravdepodobnejšie projekcie z AVP produkujúcich buniek v BNST a MeA) ako samičie voles [17, 221]. Zaujímavé je, že 3 dni kohabitácie s opačným pohlavným pohlavím indukujú zvýšenie počtu AVP mRNA označených buniek v BNST a zníženie hustoty AVP-ir farbenia v LS u samcov, ale nie u samíc, prérijných volejov, čo indikuje sexuálne-dimorfný účinok sociosexuálnej skúsenosti na aktivitu AVP, ktorý môže zas hrať úlohu v regulácii správania párových väzieb u mužských prérií. Rozdiely medzi pohlaviami sa našli aj v populácii buniek syntetizujúcich TH v anteroventrálnej periventrikulárnej preoptickej oblasti [139] a rozšírená amygdala [168] v mozgu prérie vole, ale funkčná úloha týchto buniek v párovom viazaní sa ešte musí preskúmať. Je dobre známe, že sexuálne dimorfizmy vo fyziológii a nervových substrátoch môžu byť základom rozdielov medzi pohlaviami v správaní. Okrem toho, rozdiely medzi pohlaviami v mozgu môžu umožniť zobrazenie podobného správania medzi mužmi a ženami napriek ich rôznym fyziologiám [62]. Inými slovami, sexuálne dimorfné neurochemické systémy môžu umožniť mužom a ženám, aby mali kompenzačné mechanizmy, ktoré pracujú v zhode s ich fyziológiami, aby produkovali podobné výsledky správania. Tento návrh je v súlade so štúdiami v prérijnom vole, ktoré demonštrujú, že sexuálne dimorfné systémy, ako sú cesty AVP z MeA a BNST do LS [17], umožňujú zobrazenie rodičovského správania u mužov [216] kým OT systémy umožňujú rovnaké správanie sa u žien [16, 173].
10. Závery a budúce smery
Aj keď štúdium väzieb vytvorených medzi pármi prérijných volov nám nemôže dovoliť, aby sme plne porozumeli zložitosti ľudských vzťahov, určite môžu poskytnúť pohľad na základné nervové mechanizmy, ktoré sú základom príťažlivosti a pripútanosti dospelých. Vyššie uvedená literatúra implikovala rôzne neuropeptidové, neurotransmiterové a hormonálne systémy v regulácii párového viazania v prérijných volách. Predbežná práca na ľuďoch sa teda podieľala na mnohých z týchto systémov v ľudskom spoločenskom správaní. Napríklad nedávny výskum využívajúci funkčné zobrazovanie magnetickou rezonanciou na meranie aktivácie mozgu v reálnom čase u ľudí naznačil, že DA neurotransmisia môže byť základom pre voľbu ľudského partnera a jeho pripojenie [81]. Tieto štúdie zistili, že oblasti bohaté na DA, ako napríklad VTA, boli aktivované, keď účastníci v ranom štádiu intenzívnych romantických vzťahov alebo v dlhodobo hlboko milujúcich vzťahoch videli fotografiu svojich milovaných, ale nie, keď si prezerali obrázky iných známych. jednotlivci [12, 20, 21]. Nedávne štúdie tiež zahŕňali OT systém pri interakciách s pármi ľudí. V placebom kontrolovanom experimente, napríklad intranazálne podávanie OT - spôsob dodania, ktorý ľahko umožňuje prístup neuropeptidu do mozgu - významne zvyšuje pozitívnu komunikáciu medzi pármi, ako je indexované kontaktom s očami, zvedavosťou / starostlivosťou a skóre dohody [70]. Okrem toho sa zistilo, že OT zvyšuje dôveru medzi ľuďmi - predpokladom sociálnej príslušnosti [137]. Okrem toho, AVP sa podieľa na agresívnom správaní u ľudí, pretože hladiny AVP v mozgovomiechovom moku mužov a žien boli pozitívne korelované s životnou históriou agresívneho správania [46]. Tieto štúdie spoločne poukazujú na možnosť, že podobné nervové mechanizmy môžu sprostredkovať sociálne správanie ľudí a neľudských cicavcov.
Relatívne vysoký stupeň ochrany medzi behaviorálnymi a neurobiologickými aspektmi prérijného vole a ľudského sociálneho správania naznačuje, že model prérijného vole môže byť ideálny pre základný a translačný výskum skúmajúci neurobiológiu sociálneho správania. Výskum prérijných volejov nám teda umožňuje nielen dozvedieť sa viac o faktoroch, ktoré sú základom normálneho spoločenského správania, ale môžu nám tiež umožniť preskúmať základné príčiny sociálnych deficitov zaznamenaných pri niekoľkých poruchách duševného zdravia. Pozoruhodný príklad zahŕňa použitie modelu prérijného vole na štúdium porúch autistického spektra [147, 157], v ktorých boli AVP, OT a DA už zapletené [111, 115, 156, 236]. Prolie vole bol nedávno zavedený ako zvierací model pre depresiu, konkrétne depresiu vyvolanú sociálnou stratou v dospelosti [29, 103]. Nakoniec sa prérijne voles v poslednom čase využili na štúdium účinkov liekov, ktoré sa zneužívajú na párové väzby, a tieto štúdie ukázali, že dysregulácia mesolimbického DA systému sa môže podieľať na narušení sociálneho správania vyvolanom drogami [151, 238]. Tieto a ďalšie štúdie [84] demonštrujú užitočnosť tohto zvieracieho modelu na výskum neurálnych mechanizmov, ktoré sú základom normálneho a abnormálneho sociálneho správania, a ich súvisiacich procesov.
Poďakovanie
Chceli by sme poďakovať C. Lieberwirthovi, K. Leimu, MM Martinovi a AS Smithovi za kritické čítanie rukopisu. Ďakujeme aj AS Smithovi za jeho užitočné diskusie počas písania tohto rukopisu a za jeho fotografické príspevky. Vďačne oceňujeme C. Badlanda a J. Chalcrafta za ich pomoc s postavami. Financovanie tejto práce poskytli národné ústavy zdravotníckych grantov DAF31-25570 pre KAY, MHF31-79600 pre KLG a MHR01-58616, MHR21-83128, DAR01-19627 a DAK02-23048 pre ZW.
poznámky pod čiarou
1Kým prérijné voles, ktoré vznikli v Illinoisovom zobrazení, ktoré svedčí o monogamnej životnej stratégii v teréne, a spoľahlivo zobrazujú správanie párových väzieb indukovaných párovaním v laboratórnych podmienkach, je dôležité poznamenať, že prérijné voles z Kansasu [55, 186] a Tennessee [175, 235] ukazujú jemné rozdiely v niektorých aspektoch ich správania a fyziológie [185] Tieto rozdiely podporujú teóriu, že rôzne ekologické podmienky môžu ovplyvniť správanie zvierat a stratégie párenia medzi populáciami v rámci toho istého druhu [73]. V dôsledku tejto variácie sa prérijne voles z Illinois najčastejšie používajú v laboratórnych štúdiách neurobiológie párového viazania. Údaje z týchto štúdií sú predmetom súčasného preskúmania.
Zrieknutie sa zodpovednosti vydavateľa: Toto je súbor PDF s neupraveným rukopisom, ktorý bol prijatý na uverejnenie. Ako službu pre našich zákazníkov poskytujeme túto skoršiu verziu rukopisu. Rukopis sa podrobí kopírovaniu, sádzaniu a preskúmaniu výsledného dôkazu skôr, ako sa uverejní vo svojej konečnej podobe. Upozorňujeme, že počas výrobného procesu môžu byť zistené chyby, ktoré by mohli mať vplyv na obsah, a všetky právne zrieknutia sa zodpovednosti, ktoré sa vzťahujú na časopis.
Referencie
;
