Inscopix神经元成像系统在研究专偶动物大脑中神经生...-1
Inscopix神经元成像系统在研究专偶动物大脑中神经生物特点的应用
专偶动物大脑中的神经生物特点
----Inscopix nVista神经元成像系统应用
爱情在人类社会中一直是一个热度经久不衰的话题，历史自有记载以来就不缺乏对其的描写。它为人类文化贡献了极为灿烂的一部分。同其他具有个体差异的人类特点一样，有的人专情，有的人滥情，但不同的是我们的文化有很大一部分专门对其进行了阐释和延伸，如对礼教和家庭的，如此以来，人类的感情生活便深刻受到文化的影响。
通过一直以来对大脑的研究，现在我们相信爱情是大脑生化和电活动的一种产物。但除去人类，自然界中的各种动物对爱情生活也是差异巨大，比如部分哺乳动物是遵从一夫一妻制，部分是一夫多妻制，还有一部分是自由散漫的状态。只有不到10％的哺乳动物（包括人类），其个体形成了基于交配的成对生活。这些动物倾向于在长时间里与伴侣一起活动并因此维持且加强了它们的情感连结。据此，我们有理由相信，生物的爱情状态是可塑的，在它们的大脑中肯定有一些特定的编码控制这些不同状态的神经组织形式。
但它们大脑是怎样组织这些感情以及如何影响生活的，怎样去研究这些？在技术手段比较简单的时期，这种研究确实很多只能停留在猜想的阶段，无法探索更深层的机制。现在已经有了可以大规模直观的观察神经元电活动的技术，使我们能够更深层次的探索其背后的神经调控机制。
最近，一个研究团队在《PNAS》上发表了的一篇文章，对这个问题尝试进行了解答。
伏隔核在奖励和动机响应中扮演的重要角色使其成为研究人员候选的编码伴侣-奖励通路的重点区域。在人身上，进行功能性MRI的志愿者在认为他们正握着伴侣而非陌生人的手时，他们NAc中的血氧信号会增强。在草原田鼠中，毁损这个区域的神经调节信号会损伤他们连结的形成，但接下来的基因表达会使连结得以维持。此外，在不交配的情况下，激活前额叶到NAc的神经通路足以诱导连结的形成。尽管有大量证据表明NAc在编码伴侣连结中起主要作用，但其背后的神经机制以及它随着关系进展如何变化仍然未解。因此，研究人员在草原田鼠交配前后，在自由活动状态下对NAc的神经钙活动进行了在体成像记录，以了解大脑在连结形成、成熟时的活动变化。
实验之所以采用草原田鼠，是因为它在交配上是一夫一妻制，这样先天自然存在的专偶物种是研究感情背后生物机制的最佳研究对象，其配对测试很容易评估。
实验开始，首先往实验鼠的脑内注射钙指示病毒，埋置微型显微镜，实验时设置一个3格实验盒，左右两边的格间分别拴系配偶和陌生的两个鼠，左边是配偶，右边是陌生鼠，实验动物放置起始位置是中间室，可自由进入两边的格间活动。实验中，试验动物需要在拴于格子两端的“旧伴侣”和“陌生鼠异性”之间做出选择。这个测试提供了一个研究固定伴侣动物的神经活动及其神经——行为关系的方法。
研究人员使用格罗贝尔生物的Inscopix nVista单光子微型显微镜，结合使用病毒载体的突触蛋白启动的GCaMP6f，在自由活动情况下对NAc的神经活动进行钙活动成像（图1A–E）。实验一共采用了17只鼠，7雄10雌。开始在30只鼠上埋植了透镜，其中有26只在手术后4周可见荧光。其中一部分动物因为以下原因被剔除：透镜埋植在NAc区以外（1只），小于5个可观测推定细胞（1只），在任何一个伴侣偏好测试中都没有检测到偏好性（3只），其他视野遮挡/运动伪影/技术问题（4只）。平均来说，每次记录时每只动物能检出43±20个细胞。ANOVA检验显示，在长跨20天的3次记录中，平均细胞数目没有改变。对每次记录的前60s和最后60s的每个细胞取平均ΔF/F0值，在这一阶段，动物是单笼饲养，没有施加刺激，得到的信号作为实验的神经本底活动水平。在成像的每个时间点之间，得到的平均ΔF/F0值都没有显著差异。结合前后两个分析点，针对每个时间点每只动物得出一个ΔF/F0本底值。
图1，在一夫一妻制的草原田鼠身上进行的钙成像实验
