《Cell》“成功”让人失去理智

成功往往孕育成功。例如，当一只小鼠一次又一次地控制它的对手时，它会变得越来越有攻击性——这有助于确保在未来的战斗中获胜。根据今天发表在《Cell》杂志上的新发现，由于突触可塑性的多种变化，这种“赢家效应”得以确立。

南伊利诺伊大学（Southern Illinois University）分子与综合生理学助理教授Jacob Nordman没有参与这项研究，他说，研究结果开始揭示了动物各种攻击行为背后的机制。“有些侵略是防御性的；有些攻击性是病态的；有一些侵略是属于领土的，”他说。“可能有一系列的行为，反过来，一系列的电路和这些电路中的可能的可塑性，说明了这一点。”

天生的攻击性是由腹内侧下丘脑（VMH）控制的——也被称为“攻击”中心——它塑造了动物的社会行为和恐惧反应。但攻击性也是可以习得的。2020年的一项研究报告称，当与一只天生温顺的小鼠配对时，更占优势的小鼠最终会攻击另一只小鼠——如果它占了上风，在接下来的几天里，它往往会与对手进行更长时间的战斗，这要归功于突触的增强和VMH活动的增加。

新的研究表明，在更长的连胜之后，全面的、更广泛的攻击性会出现，这涉及到额外的机制：神经元兴奋性和树突棘形态的变化有助于巩固动物的鹰派性格。

“攻击性是可塑的——你可以塑造它，”Scott Russo说，他是西奈山伊坎医学院的神经科学教授，没有参与这项研究。“这不仅仅是由基因决定的，实际上，这些支持攻击性社会行为的回路会随着经历而改变。”

他的新工作始于八年前的一个谜题。Dayu Lin一直在研究赢家效应背后的机制，但与2020年的研究不同，她和她的团队没有发现这种变化。在2020年的研究中，她报告了获胜小鼠下丘脑中自发的兴奋性突触传递。“我们需要解开这个谜团，”她记得当时这样想。

Lin和她的同事们发现，在连续对抗1天、5天或10天的成对小鼠中，获胜最多的小鼠每天攻击对手的速度更快，时间也更长。这种欺凌行为变得普遍而稳定：与其他小鼠不同，10天的胜利者攻击不熟悉的对手的速度比他们熟悉的对手要快，并且在一周的隔离后，他们并没有摆脱好斗。换句话说，攻击性“成为了动物的一种特征，”Lin说。

Lin和她的同事在这项新研究中报告说，与幼稚小鼠相比，1天和5天获胜者的VMH细胞显示出树突棘的增加。研究人员重复了之前的研究发现，五天获胜者的后杏仁核投射增强，自发突触传递增加。

但在10天的冠军中，脊柱密度和自发突触传递已经恢复到幼稚小鼠的水平。然而，这些动物确实保留了更多的蘑菇树突棘，它们比典型的树突棘具有更大的表面积，可以容纳更多的神经递质受体。

研究小组使用膜片钳记录发现，这些自发活动的变化是由于VMH内局部连接的短暂增加造成的，随着动物继续成功，这种连接消失了。在赢得更多的胜利后，蘑菇的棘可能有助于提供一种更稳定的方式来维持连接的强度——从获胜现象的早期到后期突触可塑性机制的转变，这与行为的时间相匹配。

进一步的实验表明，最初的增强触发了后来的突触变化。通过光遗传学共同激活VMH和后杏仁核，从而模仿胜利后回路的激活，短暂地增加了突触棘，加强了两个区域之间的联系，增加了攻击行为。另一方面，研究小组发现，抑制VMH-杏仁核回路会阻止与获胜相关的突触级联变化，如蘑菇树突棘的形成。

Nordman说，这个回路有助于习得性攻击，这并不完全令人惊讶。但“新颖的是，这些回路可以随着时间的推移而改变，它们实际上可以解释随着时间的推移，攻击性的增加或敏感化。”

他补充说，突触可塑性通常是一种短暂的现象，可以持续几个小时到一天。“但如果（一种行为）要持续这么长时间——几天，几周——它就需要一种更稳定、更持久的可塑性，而结构变化将支持这一点。”

Lin说，这些不同的突触变化可以反映动物的技能和生存潜力，从而解释了为什么反复获胜会导致攻击性的稳定增加。她说，如果一只小鼠赢了一次，也许它们很幸运。“如果他们不能再次获胜，那么这种侵略性的增加是短暂的。但如果动物一次又一次地获胜，那就说明这只动物有很好的战斗能力，”这会鼓励它们更多地采取这种行为。

当Lin的团队加强导致攻击性增加的连接时，睾丸激素并没有增加，这一发现与挑战假说不一致，挑战假说认为睾丸激素是攻击性的主要驱动力。相反，Lin怀疑睾丸激素可能与攻击无关的行为有关，比如探索不熟悉或潜在危险的环境。

尽管实验是在雄性小鼠身上进行的，Russo指出，在雌性小鼠身上研究这些通路会很有趣，特别是因为它们表现出不同的攻击模式。他说，未来的研究可以解决诸如多巴胺之类的调节剂如何影响这一点。