Champalimaud 基金會(CF) 的研究人員發現了與性排斥有關的關鍵神經迴路，發現了一組腦細胞，它們會影響雌性根據其生殖週期接受或拒絕交配嘗試。他們的研究發表在《神經元》雜誌上，為大腦如何控制社交和生殖行為提供了新的見解。

前VMH 中的孕酮敏感神經元會根據女性的生育能力驅動其性排斥。這項發現揭示了大腦對生殖行為的調節。

雌性哺乳動物，如囓齒類動物，通常只在生育期接受交配嘗試，並在此期之外主動拒絕雄性。儘管控制性接受性的大腦區域已被充分研究，但主動排斥的潛在機制仍不太清楚。

「性排斥不僅僅是缺乏接受性，而是一種主動行為，」資深作者、CF 神經行為實驗室負責人Susana Lima 解釋道。 “雌性會表現出防禦行為，例如逃跑、踢或拳擊雄性。我們想了解大腦如何在這兩種截然不同的行為狀態之間切換。”

他們研究的核心是腹內側下丘腦(VMH)，這是一個進化古老的大腦區域，控制著包括人類在內的所有物種的社交和性行為。 「我們懷疑VMH 可能容納了一組專門用於拒絕的細胞，這是基於先前的低解析度成像實驗，這些實驗顯示VMH 在接受和拒絕雄性求愛時都會活躍，」Lima 說。

該團隊專注於前VMH，這是一個較少探索的區域，特別是對激素黃體酮有反應的細胞，這種激素在整個生殖週期中都會波動。 「這些神經元非常適合研究女性大腦在周期中如何在接受和拒絕之間切換，」第一作者Nicolas Gutierrez-Castellanos 指出。

「了解這種翻轉讓我們能夠洞察大腦如何整合來自環境和身體的訊號來塑造行為，」Gutierrez-Castellanos 繼續說道。 “這是一個引人注目的例子，說明同樣的刺激（在本例中是一隻渴望的雄性）可以引發完全相反的行為，這取決於雌性的內部狀態。”

透過光纖光度法等先進技術（透過測量鈣訊號來追蹤即時大腦活動），研究人員觀察了接受和非接受雌性小鼠在與雄性互動過程中這些孕酮敏感神經元的行為。結果令人震驚：前VMH 神經元在非接受雌性中變得高度活躍，與踢腿和拳擊等防禦行為相關，但在接受雌性中則不那麼活躍。

前腹內側下丘腦(VMH，藍線) 中的神經元範例。研究人員使用一種名為「解籠」的技術發現，在生殖週期的生育期，該神經元中心附近的抑制訊號（黃色方塊）更強。這些細胞活性降低會促進交配行為。圖片來源：Nicolas Gutierrez-Castellanos，利馬實驗室，Champalimaud 基金會

「看來，VMH 前部的孕酮反應神經元充當了性排斥的守門人，」共同第一作者Basma Husain 說。 「當雌性處於生育期之外時，這些神經元會變得高度活躍，從而引發排斥。但在生育期間，它們的活性會降低，從而允許交配發生。”

這些神經元如何根據生育能力開啟或關閉？為了進行研究，研究團隊進行了電生理學實驗，測量了腦切片中孕酮反應神經元的活動。 “我們發現，在非接受性雌性中，這些神經元接收到更多的興奮信號，使它們更容易被激活”，Gutierrez-Castellanos 解釋道。 「在接受性雌性中，它們接收到更多的抑制信號，從而降低了它們發射的可能性。這證明了下丘腦和大腦中的神經連接是多麼的適應性和靈活性。”

「前VMH 中孕酮反應神經元的活動水平和興奮/抑制平衡強烈表明它們在性排斥中的作用，」Husain 說。 「為了證實這一點，我們使用光遺傳學選擇性地用光激活這些神經元。」事實上，在生育期人工刺激它們會誘發踢腿和拳擊等排斥行為。 “這就像按下開關一樣——即使雌性具有生育能力，它們也會表現得像沒有生育能力一樣。”

相反，用化學藥物抑制非接受性雌性的這些神經元會減少排斥行為，但有趣的是，這並沒有使它們完全接受——這表明兩種不同的神經元群，一種控制排斥，另一種控制接受性，協同工作以根據雌性的內部狀態產生適當的行為。

「這種設定為大腦提供了兩個『旋鈕』來調整，」利馬解釋。 「這是大腦平衡這些行為的一種更有效、更強大的方法，確保在最有可能受孕時交配，同時最大限度地降低交配的風險和成本，例如接觸捕食者或疾病。”

侯賽因補充道，「這種雙重系統可能增加了大腦對性行為調節的靈活性。性不是確定性的。即使在接受階段，雌性仍可能拒絕雄性，因此利用兩組神經元的能力可能允許更細微和動態的行為。

值得注意的是，這些發現與最近的研究一致，該研究表明，驅動性接受性的後VMH 中的孕酮反應神經元會經歷類似的周期依賴性變化，但方向相反- 在生育期活躍，而在生育期之外不活躍。

“VMH 存在於人類中，可能發揮類似的作用”，Lima 指出。 「最近在小鼠模型中的研究表明，VMH 在多囊性卵巢症候群等病理條件下會發生變化。此外，在發育過程中對雌性小鼠進行社會隔離可能會導致性接受能力降低，大腦同一區域也會發生變化，這強調了VMH 的臨床相關性。

「我們才剛開始了解大腦內部線路如何協調社交行為，」Lima 總結道。 “還有很多東西需要學習，但這些發現讓我們更接近理解神經機制和內部狀態如何推動複雜的社會互動，從性行為到攻擊行為等等。”

編譯自/ ScitechDaily