社会依恋和配对结合的神经生物学机制（2015）

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抽象

介绍

我们与家人，朋友和浪漫伴侣建立的关系是人类社会组织和功能不可或缺的一部分。 虽然复杂，但这些债券包括可以跨物种调查的成分过程。 研究社会依恋的神经生物学基础的一个绝佳机会是跨分类群的配对结合行为的独立进化。 虽然性滥交是动物的主要交配策略（由哺乳动物的95-97％展示），但社会一夫一妻制的交配策略已经在不同的谱系中进化，包括无脊椎动物，鱼类，两栖动物，爬行动物，鸟类和哺乳动物。 这些系统的特点是在交配伙伴之间经久不衰，通常是终身的，有选择性的社会依恋，尽管并不总是性排他性。 这些配对键的潜在神经生物学是本综述的主题。

调查对粘接

调查行为生物学的最有力的机会植根于：首先，系统发育上遥远的物种表现出趋同行为，其次，密切相关的物种表现出惊人的不同行为，第三，个体物种表现出高水平的行为内特异性变异。 在这些背景下，比较方法可以加速识别所讨论行为背后的神经生物学，遗传学，发育学和进化因素[1]。 我们对配对结合的神经生物学的大部分理解来自于所有三种情况下的比较方法，特别是通过对草原田鼠的研究， Microtus ochrogaster。 草原田鼠对结合的神经生物学将是本综述的主要但不是唯一的焦点。

属 田鼠 包括许多具有不同社会组织的物种。 草原田鼠表现出社会一夫一妻制行为以及对后代的双亲照顾，对异性陌生人的选择性攻击以及伴侣丧失后的抑郁行为[•2,3]。 草原田鼠在这些行为中也表现出高度的种内变异; 例如，男性和女性都可能表现出混杂的“游荡”表型。

通过使用伴侣偏好测试的一系列实验开始在实验室中对配对结合的询问，其中受试者可以自由地与其熟悉的交配伴侣，新的性接受个体或在“中性”区域中孤立地花费时间。 [4]。 这些实验证明，与牧师共同居住24小时后，草原田鼠 - 不同于混杂的山地或草甸田鼠 - 优先与其伴侣联系。 这些“伙伴偏好”成为配对键形成的实验室指标，并且这种范式内的神经生物学操作已经确定了草原田鼠脑中介入选择性社会依恋的独特分子特征。

成对键合中的社交神经肽

社交神经肽催产素（OT）和血管加压素（AVP）在调节无脊椎动物和脊椎动物类群（包括人类）的社会性行为方面具有深刻的保守作用[5]。 在哺乳动物中，产生OT的神经元和产生AVP的神经元的神经解剖学组织及其在整个大脑中的轴突投射在很大程度上是保守的，而它们的靶受体 - 催产素受体（OTR）和精氨酸 - 血管加压素受体1a（AVPR1a）的分布不同。在物种内部和物种之间[6,7]。 这些系统中的进化可塑性被认为有助于在自然界中观察到的多样化社会性[7–9].

草原田鼠脑中的OTR和AVPR1a分布与密切相关的混杂物种大不相同，差异集中在特定的中脑边缘奖励区域，包括前额叶皮质（PFC），伏隔核（NAcc），腹侧苍白球（VP）和侧间隔（ LS） [10]。 在草原田鼠中，在同居期间封锁OTR或AVPR1a在这些区域 - 特别是NACC或PFC中的OTR封锁或LS或VP中的AVPR1a封锁 - 防止对键合[10].

对比分析四 田鼠亚科 物种发现，与混杂的山地和草甸田鼠相比，一夫一妻制的草原和松树田鼠在VP中表现出更高的AVPR1a表达，这表明VP中增加的AVPR1a表达可能是促成对结合的进化的机制。 Microtines [10]。 为了支持这一假设，AVPR1a在混杂草甸田鼠VP中的过表达诱导配对结合，并且草原田鼠VP中AVPR1a的RNA敲低抑制配对结合[•11]。 然而，一夫一妻制和非一夫一妻的鹿小鼠在VP中具有高AVPR1a表达[12]，提示多种机制有助于跨啮齿动物的一夫一妻制交配策略的演变; 然而，VP中高AVPR1a表达是一夫一妻制进化的必要特征的可能性需要进一步的比较研究。

与草原田鼠一样，一夫一妻制的mar猴在NAcc中具有提高的OTR密度，而一夫一妻制的铜tit猴在该区域中具有升高的AVPR1a [13,14••]。 对人体组织的分析使用了与OTR和AVPR1a混杂的配体[15]，但已经报道了VP中的高密度[16]。 使用更灵敏和更具选择性的技术重新分析人体组织非常重要; 然而，据我们所知，迄今为止所检查的每个社会一夫一妻制物种在NAcc-VP回路中都表现出高OTR和/或AVPR1a表达; 这些数据鼓励进一步研究社会结合演变过程中该电路的神经肽能调节。

OT和AVP调节不同谱系的键合行为[17]。 一夫一妻慈鲷鱼类中OTR和AVPR1a同源物的阻断降低了键形成过程中的附着行为[18]和外源性OT传递促进狗对同伴和人类伙伴的联想行为[19]。 OTR同源物介导一夫一妻斑马雀的对键合行为[20,•21,22]。 OT和AVP分别调节mar猴和铜tit猴的配对行为[23–25]。 人类展示了一系列配对粘合行为，并且 OXTR 和 AVPR1A 基因变异与关系状态有关[26,27]。 血浆OT水平预测未来浪漫关系的成功率[28]。 并且在浪漫的男性中，鼻内OT会增加NAcc活动，同时观察伴侣的脸部并增加与不熟悉的女性的首选人际距离[29••,30].

成束键形成中的中弹性多巴胺系统

所有神经系统都面临着过滤，转换和更新连续多模态感官信息的挑战，成为指导适应行为的学习型协会[8]。 一世n脊椎动物，中脑边缘奖励系统 - 包括腹侧被盖区域（VTA），PFC，NAcc，VP和LS之间的部分连接 - 是一种进化保守的神经系统，通过产生寻求奖励和避免厌恶的动机来促进这一过程，并通过赋予与这些结果相关的线索的显着性。 多巴胺（DA）在该系统中的作用对于这些功能是至关重要的 [31].

中脑边缘DA系统对于配对键合是必不可少的。 交配促进了伙伴偏好的形成，从而增加了NAcc的DA释放和周转率[10]。 dNAcc中的一种靶受体D2R的作用对于键形成是必需的[10]。 结合后，第二个DA受体D1R在NAcc中上调，通过调解对异性陌生人的攻击，对于维持债券至关重要[32].

D1R增加：腹侧纹状体D2R信号传导比例也与药物成瘾和滥用有关[33]。 在小鼠中，重复施用可卡因增加了NAcc中D1R：D2R表达的比例，并且这种重组介导了随后的行为可塑性。 如上所述，在草原田鼠中，配对结合增加了NAN中D1R：D2R表达的比例，这种重组介导了后续的行为可塑性[32]。 这些数据有助于假设配对债券代表交配伙伴之间的社会成瘾，部分由中脑边缘DA途径的组织和可塑性介导。 [33]。 斑马雀和铜tit猴的研究也报道了在形成键后中脑边缘奖励区域的重组，这表明这些途径中的神经可塑性可能是跨物种对结合的进化保守特征[34,35].

成对键合形成中的组件过程和其他系统

许多组件过程有助于配对键合。 最初的社交互动取决于对社会接近度，社会方法的容忍度以及对避免/拒绝行为的抑制。 随着合作伙伴的互动，联想行为，社会认可和奖励制度有助于形成联系。 在结合之后，社交缓冲，配偶保护，分离期间的负面影响以及社会空间记忆促进了债券维护。

田鼠亚科 物种的社会耐受性和隶属关系不同，可能部分原因是中脑边缘D1R组织存在差异。 在具有低基线水平的NAcc D1R的草原田鼠中，NAcc D1R的键诱导的上调介导了对异性陌生人的行为的急剧转变（从从属关系到避免/拒绝），以及选择性NAcc D1R 激活 在共同居住期间抑制了粘合[10]。 在草甸田鼠中，具有较高的基线NAcc D1R密度且较少附属，选择性NAcc D1R 封锁 增加联想行为[10]。 在斑胸草雀中，中脑边缘DA系统的激活与男女社交互动中的接近，避免和附属行为相关[36]，提示中脑边缘DA途径可能调节社会耐受性和跨物种的隶属关系。

配对结合还取决于社会认知，这是一种神经过程，在小鼠中，基于嗅觉并且依赖于OT和AVP信号传导。 OTR通过啮齿动物的嗅觉加工核分布，而在灵长类动物中 - 试镜和视觉是更主要的感觉模式 - OTR在视觉和听觉注意和处理的关键区域表达，表明OT信号可以调节感觉处理的各个方面。物种，虽然具体方式可能会有所不同[13,14••,37]。 与此假设一致，人类多态性 OXTR 预测识别面孔的能力，表明OT在社会认知中的作用可能在啮齿动物和人类之间，在感觉方式上得到保护[38••].

额外的神经系统介导了键形成和维护的其他组成部分。 阿片样物质信号在奖励学习过程中很重要，并且可以调节草原田鼠中对配对的形成和维持，可能是通过在形成过程中调节正性享乐和在维持期间的负面享乐。e [[•39,40]。 伴侣分离/丢失后，促肾上腺皮质激素释放因子（CRF）系统介导配对键形成和抑郁样行为[3,41]。 社交缓冲促进债券维护; 在草原田鼠中，经历了紧张的经历，在伴侣面前释放OT会降低压力激素水平和焦虑样行为[•42]。 在本质上，债券维护取决于对合作伙伴地理区域的准确召回。 最近的实地研究表明，空间导航/记忆区域的OTR和AVPR1a结合密度可预测空间利用，交配策略（“居民”或“流浪者”）以及草原田鼠的繁殖成功，可能通过促进社会信息的整合（例如领土）合作伙伴，生殖竞争者和/或生殖机会）到空间地图[43,44,•45].

其他形式的选择性社会依恋（例如母系债券）需要许多相同的神经基质和成分过程 - 特别是OT，DA，CRF，阿片类药物和社会认可 - 作为配偶之间的选择性结合[17]。 事实上，假设哺乳动物对结合可能通过在社会性交互过程中招募进化上古老的母系结合系统而发展，从而与交配伙伴产生选择性结合[46,47].

经验和配对

在草原田鼠中，与人类一样，早期的社会环境可以影响成人对的结合[48]，这种现象可能是由对粘合至关重要的系统中的神经塑性变化所介导的。 与这一观点相一致，黑皮质素受体（MCR）系统的早期生命刺激，与神经肽和奖赏系统相互作用，促进成年期双键形成[49]。 一世相反，新生儿选择性D1R激活会损害成人粘连[50]。 有趣的是，发现某些剂量的慢性新生儿鼻内OT给药会损害成年雄性草原田鼠的结合 [51]。 然而，增强青春期前女性的NAcc OTR表达促进成人粘合[52]，和 早期父亲的剥夺（可能减少OT信号的操纵）会损害成年草原和普通话田鼠的结合 [48,53]。 这些数据鼓励进一步研究早期生活经验和OT信号在成人社会功能中的作用。 有趣的是，在共同居住期间阻断组蛋白去乙酰化增加了NAcc OTR和AVPR1a表达并促进了草原田鼠的配对结合，这表明表观遗传修饰是经验可以塑造神经系统调节结合行为的一种机制[54].

与人类一样，滥用药物会削弱在草原田鼠中形成社会依恋的能力，可能是由于潜在神经回路中的塑性变化。 在草原田鼠中，苯丙胺诱导的D1R上调抑制了结合; 粘合后，D1R上调，并介导安非他明的奖励值降低（有趣的是，这种现象可以通过OT治疗逆转））[55–57]. 有趣的是，自愿饮酒会抑制男性而非女性草原田鼠的结合，社会促进和抑制酒精消费发生在同性但不是男性 - 女性对 [58,59].

致谢

脚注

参考文献和推荐阅读