年夜脑无疑是身体中最繁杂的器官，它可以或许将各类觉得信息转换为差别的神经旌旗灯号进而调控运动。这类觉得-运动转换与个别的内部状况紧密亲密相干，并受过往经验调治。已经有研究注解，社会经验，尤为是性经验，可以惹起社会举动相干神经回路的持久转变，并影响社会信息区别、交配、打架以及赐顾帮衬幼崽等本能举动。然而，关在哪些神经环路编码性经验并影响本能举动抉择其实不清晰。于小鼠中，雄性以及雌性植物乐成交配后凡是会掉去交配乐趣，即到达性饱足状况。这类内部状况的转变不只可以免寻觅新朋友所面对的危害以及精神华侈，对于提高子代孳生率也至关主要。然而关在两性年夜脑中是否存于特异的神经环路编码性饱足状况，和该编码怎样持久影响个别举动抉择其实不清晰。

?

2023年2月10日，北京脑科学与类脑研究中央李莹试验室于Science揭晓题为Hyperexcited limbic neurons represent sexual satiety and reduce mating motivation的研究长文，体系研究了这些问题。该研究初次于小鼠年夜脑边沿体系的终纹床核中发明可以连续编码过往性经验的神经环路，阐明性经验怎样影响两性植物的交配念头，为理解年夜脑怎样编码念头状况并影响本能举动抉择这一主要科学问题提供了新见解。

于针对于啮齿类植物的研究中，一般雄性小鼠碰到雌鼠会当即睁开嗅探，并于几分钟内最先试图爬跨。假如该雌鼠正处在发情期，她会体现出典型的接管举动（如脊柱前凸），不然会经由过程坐下或者逃离拒绝雄性。乐成交配后，雄性以及雌性凡是会掉去交配乐趣，即进入性饱足期。对于在有差别履历或者处在差别状况的个别，性饱足期可能连续数个小时到数天。

BNSTEsr2神经元于两性植物交配完成后当选择性激活

那末，甚么是致使小鼠性饱足的要害要素？研究职员设计牝牡小鼠履历屡次插入但于射精前与朋友分隔（没有履历射精）的比照组，发明比照组没有体现出性饱足，这注解射精是驱动两性性饱足状况的要害事务（图1）。

图1. 射精是致使两性植物进入性饱足状况的要害事务

为研究两性小鼠性饱足状况的神经机制，研究职员经由过程查阅文献发明，于年夜鼠以及长尾鼠中，射精引诱的Fos卵白表达，存于在犁鼻通路的多个脑区，包孕终纹床核（BNST）、中心杏仁核（MeA）以及内侧束旁丘脑核（mSPF），但不包孕内侧视前区（mPOA）。使用荧光原位杂交（FISH）要领，研究职员发明完成射精的雄鼠与只履历了3-5次插入但没有射精的雄鼠比拟，BNST中Fos+神经元数目变迁最年夜。是以，研究职员聚焦于BNST脑区举行深切研究。

过往单核细胞测序（RNA-seq）试验注解，BNST中包罗两类具备性别二态性的神经元亚群：BNSTEsr2以及BNSTSt18。经由过程于自由运动的小鼠中举行钙成像发明，年夜量BNSTEsr2 神经元（ 50%）于雄性植物射精和雌性植物感触感染到射精时均被强烈激活，而于交配的其他阶段没有较着反映。相反，该区域中另外一群表达St1����Ϸapp8的神经元（BNSTSt18）重要于社交嗅探以及其他交配历程中被激活，于射精时没有较着反映 （图2）。

图2. 射精选择性激活两性BNSTpr中表达Esr2的神经元

(A) 部门射精时被激活的BNSTEsr2神经元，于射精竣事后仍被长期激活。(B) BNSTSt18神经元于两性中都于射精之外的交配举动中选择性激活。

过分高兴的BNSTEsr2神经元连续编码两性植物的性饱足状况

牝牡分散后，射精激活的BNSTEsr2神经元反映显著降低，但有一部门神经元于射精竣事后30分钟仍连结较强的自觉勾当，提醒这部门神经元可能编码连续性饱足状况。为了进一步查抄BNSTEsr2神经元勾当是否编码性饱足状况,研究职员将只举行过社会接触、交配但没有性饱足的雄鼠，与交配后到达性饱足的雄鼠独处时的自觉放电作比力，发明只要到达性饱足的雄鼠体现出更年夜幅度以及更高频的自觉Ca2+勾当，而且这类征象可以于整个性饱足期连续数天（图3）。当雄鼠恢复交配威力后，自觉Ca2+勾当就会恢复到基线程度，并于再次交配且到达性饱足后从头升高。

图3. BNSTEsr2神经元勾当编码两性植物性饱足状况

与雄鼠一致，雌鼠于交配后24小时BNSTEsr2神经元的自觉Ca2+勾当也会较着增长，并与是否受孕乐成无关。这类增长凡是连续整个假孕期、有身期以及哺乳期，于交配举动恢复后降低到基线程度。

激活雄鼠BNSTEsr2神经元按捺交配念头

研究职员于Esr2-Cre小鼠两侧的BNST中表达按捺性化学遗传病毒hM4Di，并于到达性饱足状况的雄鼠腹膜内打针氯氮平-N-氧化物（CNO）来按捺BNSTEsr2神经元勾当。试验发明，七分之六的雄鼠可以于30分钟内恢复其交配举动并乐成射精。一样的操作于刚完成交配处在性饱足期的雌鼠中也能够显著恢复其性接管威力（图4）。

图4. 化学遗传按捺BNSTEsr2神经元勾当可以恢复处在性饱足状况的小鼠性举动

为了进一步区别BNSTEsr2神经元是可以按捺交配举动照旧交配念头，于雄鼠中，研究职员表达了具备超高光敏感性的视卵白（SOUL），并于差别的交配阶段举行了经颅光学刺激非侵入性地激活BNSTEsr2神经元。试验发明于嗅探阶段而不是交配最先之后激活BNSTEsr2神经元可以按捺一般雄性小鼠交配肇始，这些发明进一步注解BNSTEsr2神经元于按捺交配念头而不是交配动作方面阐扬了主要的作用（图5）。

图5. 于初期嗅探时期激活BNSTEsr2神经元按捺雄性小鼠交配念头

BNSTEsr2神经元中HCN离子通道表达上升介入调治雄性小鼠性饱足状况

为相识BNSTEsr2神经勾当连续变迁的机制，研究职员使用全细胞膜片钳要领，别离于无性经验、性饱足以及交配威力恢复的两性小鼠中，记载了BNSTEsr2神经元的电心理特征。于雄性以及雌性小鼠中，与无性经验以及交配威力恢复的小鼠比拟，性饱足（交配后36-48小时）小鼠具备更多BNSTEsr2神经元体现出更兴奋奋性。只管输入电阻以及膜电容相称，但于性饱足的BNSTEsr2神经元中，静息膜电位 (RMP) 最高，而rheobases（激发全或者无放电所需的最负阶跃电流）最低，提醒较小的去极化便可引发动作电位。这类变迁于举动恢复的小鼠中年夜部门恢复，进一步证实了过分高兴的BNSTEsr2神经元于编码性饱足状况中的作用（图6）。

图6. 处在差别状况下BNSTEsr2神经元的Sag电压变迁

对于已经有的BNST单细胞测序成果举行阐发，研究职员发明BNSTEsr2神经元中注入负电流显示去极化 下垂 电压，重要由超极化激活的环核苷酸门控 (HCN) 阳离子通道介导。有趣的是，于雄性小鼠中，性饱足小鼠这类 下垂 电压的巨细与无性经验或者性恢复小鼠的BNSTEsr2神经元比拟显著更年夜，而该征象于雌性小鼠中其实不显著。体系从头阐发BNST中已经发布的snRNA-seq数据集[11]，研究职员发明HCN1而不是其他亚基于BNSTp中的Esr2+神经元中相对于在其他细胞高度富集。此外，经由过程FISH要领，研究职员于雄性小鼠的BNSTEsr2神经元中不雅察到年夜量HCN1+Esr2+神经元。

使用CRISPR/Cas9技能于BNSTEsr2神经元选择性敲除了Hcn1基因，研究职员发明雄性小鼠体现出较着的性饱足状况缺掉（图7）。为了进一步测试HCN通道于调治性饱足感中的作用，研究职员于性饱足小鼠颅内双侧BNST赐与ZD-7288（HCN按捺剂）某人工脑脊液（载体比照），约1小时后显著恢复了5/6的雄性典型性举动。这些成果注解，于雄性小鼠射精后，HCN通道的激活对于在维持性饱足状况是须要的。

图7. CRISPR/Cas9介导BNSTprEsr2神经元中HCN1敲除了后，雄性小鼠可以或许连续交配

综上所述，该事情于展现性经验怎样惹起的年夜脑内部状况转变这一主要科学问题方面取患了主要冲破。这项研究帮忙咱们理解短暂经验于年夜脑中长期表征的神经机制，和这类表征怎样持久影响植物举动。此外，该事情还发明短暂性经验可以惹起神经元中的离子通道表达的变迁，为咱们理解性经验怎样惹起年夜脑长期转变提供了一个全新的角度 （图8）。

图8. BNSTEsr2神经元介入调控交配念头的机制注释

相干论文信息

该研究事情由北京脑科学与类脑研究中央李莹试验室完成。北京脑科学与类脑研究中央自招玻士后周小娟、玻士研究生李昂、技能员弭雪为该研究论文的配合第一作者，研究员李莹为通信作者。

出格声明：本文转载仅仅是出在流传信息的需要，其实不象征着代表本消息网不雅点或者证明其内容的真实性；如其他媒体、消息网或者小我私家从本消息网转载使用，须保留本消息网注明的“来历”，并自大版权等法令义务；作者假如不但愿被转载或者者接洽转载稿费等事宜，请与咱们联系。/爱游戏