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PNAS | 陈宙峰团队揭示小鼠救援行为的神经机制
科研进展/2025.04.25

在充满竞争、内卷、焦虑的当今社会里,见义勇为,救死扶伤等亲社会行为更显弥足珍贵。通过救援行为实现互惠互利,可以促进个体之间的情感交流,身心健康和社交联系。在更高层面上,这种行为有助于特定群体的生存和繁衍。有趣的是,不仅人类能够对陷于困境的同类进行紧急救援,很多动物,包括大象、野猪、狗,甚至蚁类等也会有类似行为,但一般不认为啮齿动物,比如小鼠等天生具有这种能力。最近,深圳湾实验室、深圳医学科学院...

在充满竞争、内卷、焦虑的当今社会里,见义勇为,救死扶伤等亲社会行为更显弥足珍贵。通过救援行为实现互惠互利,可以促进个体之间的情感交流,身心健康和社交联系。在更高层面上,这种行为有助于特定群体的生存和繁衍。有趣的是,不仅人类能够对陷于困境的同类进行紧急救援,很多动物,包括大象、野猪、狗,甚至蚁类等也会有类似行为,但一般不认为啮齿动物,比如小鼠等天生具有这种能力。


最近,深圳湾实验室、深圳医学科学院陈宙峰团队在小鼠的实验研究中取得了突破性进展,首次证明小鼠在没有训练及明确物质奖赏的情况下,能够启动应激反应机制,对处于麻醉状态的同伴进行类似人类“救死扶伤”的本能行为。研究人员发现下丘脑室旁核(PVN)中的催产素(OXT)通过"情感-运动"双通路协同驱动救援行为。这项研究揭示小鼠类似救死扶伤行为的分子神经机制,以及亲社会行为深层的进化保守性。

图1

2025年4月23日,该项研究在《美国国家科学院院刊》(PNAS)杂志在线发表,标题为Distinct oxytocin signaling pathways synergistically mediate rescue-like behavior in mice(不同的催产素信号通路协同介导小鼠救援行为)(图1)。研究团队意外地观察到令人震撼的行为学现象:当同伴被麻醉失去意识时,清醒的旁观小鼠会自发启动持续约1小时的系统性救援——包括定位精准的面部舔舐和身体理毛。借助脑电监测技术,研究人员发现这些看似简单的动作竟能显著缩短麻醉小鼠的苏醒时间(图2)。更有意思的是,小鼠具有很强的生死辨识能力,对死亡同伴不会产生类似反应,表明这种高度针对性的救援行为是一种基于本能的亲社会行为。

图2 救援行为促进被麻醉的同伴的更快苏醒恢复

小鼠为什么会主动费力去做一件貌似对自己没有什么好处但有益于同伴的事?研究发现,旁观小鼠通过遇到麻醉鼠会产生应激反应,如果降低旁观小鼠应激激素皮质酮水平,则救援行为显著减少,说明援救行为可以释放压力缓解焦虑情绪。

团队采用了转基因小鼠、化学遗传学、光遗传学、光纤记录等先进技术,对救援行为的分子神经机制进行了深入研究。研究发现,当小鼠感知到求救信号后,其位于下丘脑室旁核的催产素神经元(OXTPVN)会被激活并释放出催产素,然后通过两条平行通路激活其受体(OXTR),实现"情感-运动"双调控。中央杏仁核(CeA)通路负责解码危机信号的负性情绪,而背侧终纹床核(dBNST)通路则维持舔舐理毛等救援运动功能的执行(图3)。催产素是一种促进母爱、共情、信任、有助于改善人际关系,增强合作的亲社会激素,这是首次发现其可以通过下游双通路协同机制保证情绪响应及救援行为的同步高效执行。

图3 催产素双通路协同作用机制示意图

2022年陈宙峰团队首次报道C57小鼠普遍存在互相理毛舔舐的现象,及传递愉悦触觉的关键多肽和受体(1)。团队发现理毛舔舐具有降低心率,缓解焦虑,镇痛和促进社交等功能。这次意外发现的促醒功能,为轻柔触觉的生理作用提供了新的研究方向。

人之初,性本善,还是人性恶,其善伪?一个多世纪以来,利他行为的起源,演化和存在意义一直引起哲学家,社会心理学家,进化学家等的强烈兴趣和激烈辩论。该研究突破性地改写了学界对啮齿动物社会行为的认知。传统认为救援行为需要高级认知参与,而现实生活中,危机关头中奋不顾身舍己救人者常常没有时间去思考行为的后果和得失,说明高级认知并不是救援的必要条件。救援行为很可能是进化过程中演化出的以压力倒逼救助的适应性策略——通过缓解目睹同伴危难引发的焦虑,实现个体与群体的双重进化收益,而催产素则是化压力为动力的催化剂。值得一提的是,大量研究表明催产素可以提高人类对苦难的共情对他人的关注,同时弱化负面情绪对自身的影响,本项研究证明催产素这个亲社会功能的广泛保守性。综上所述,这项研究通过建立全新的亲社会行为范式,让我们重新审视共情及利他主义的演化进程,同时为解析共情、利他等复杂社会行为的神经机制打下基础。

该课题与中国科学院心理研究所胡理实验室合作共同完成,陈宙峰研究员与中国科学院心理研究所胡理研究员为论文共同通讯作者。博士研究生张峰瑞和博士后刘娟为共同第一作者,深圳湾实验室研究生温婕琪和李怡佳参与本项研究,此研究得到了深圳湾实验室和深圳医学科学院启动基金,国家自然科学基金、北京自然科学基金等多项基金的支持。

参考文献

1. Liu B, et al. (2022) Molecular and neural basis of pleasant touch sensation.Science376(6592):483-491.

2. Zhang F, et al.(2025) Distinct oxytocin signaling pathways synergistically mediate rescue-like behavior in mice.Proc Natl Acad Sci USA.

原文信息:

Distinct oxytocin signaling pathways synergistically mediate rescue-like behavior in mice


文章来源|陈宙峰课题组

编辑|鲍文旭

责编|远 山

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