Science：关键基因决定社会等级

两只小鼠在窄长的管道中狭路相逢，窄小的空间注定其中一只要被逼后退。等级高的小鼠占据有利地势，要逼退比它等级低的小鼠，但是没有想到低等级的小鼠这一次突破了等级限制，率先逼退了对面的小鼠……这不是什么动画片中的场景，而是由中科院上海生科院神经科学研究所的研究人员主导的一项重要研究：通过基因改变神经环路，调控动物社会等级。
 
这项研究由神经科学研究所的胡海岚研究员领导完成，胡海岚博士早年毕业于北京大学生物系，后赴美于加州大学伯克利分校获得博士学位，2008年加入中国科学院神经科学研究所，担任神经环路与行为可塑性研究组组长。其课题组主要从事可塑性的细胞与环路机制研究。文章的第一作者是博士生汪菲，其他研究人员包括朱鸿和研究助理朱军，朱鸿， 张琪，林展民。
 
这个令小鼠突破社会等级的基因就是GluR4，这一基因能表达一种称为AMPA受体的蛋白——这种蛋白能帮助信号在神经元之间快速传递。博士生汪菲将GluR4注入到一只小鼠大脑中，令其大量表达AMPA受体，从而加强了小鼠大脑中神经元之间的联系，就像在两座城市之间一夜建起了高速公路。
 
GluR4的作用环境是称为内侧前额叶(medial prefrontal cortex，mPFC)的大脑区域，这一区域被认为与社会认知相关。早在上个世纪80年底，科学家们就发现大鼠mPFCs区如果受到损伤，将降低其社会地位。汪菲等人发现社会等级高的小鼠，其mPFC的神经元之间的联系要强于下属小鼠。
 
而且他们发现通过基因操作改变大脑内侧前额叶内神经元之间联系的强度，能改变小鼠的社会等级。获得多剂量GluR4的小鼠，社会等级会提高，因此本文一开始描述的场景就出现了：这些曾经被迫掉头的小鼠，在狭窄的试管中能更多的强迫其它小鼠倒退回去。随着这些小鼠社会等级的提升，他们也更善于用更多高频的歌声来吸引雌性小鼠了。
 
相反，当研究人员通过注射GluR4的部分片段（GluR4Ct），来降低小鼠社会等级的时候，mPFC神经元联系减弱，这些小鼠在遇到曾经击败过的对手的时候，反而会后退，而且也更少的利用歌声来吸引异性。
 
这是为什么呢？大脑中什么发生了改变，导致了小鼠社会地位的变化呢？汪菲等人认为答案就是mPFC。这一区域曾被认为与社会行为和社会等级有关，无论是人类还是小鼠中，比如说当电脑游戏爱好者想到谁比他更强的时候，其mPFC脑区的活动就加强了。
 
mPFC就像社会行为的指导中心，能调控大脑其它区域释放激素和信号，从而影响从侵略性到恐惧的各项行为，如果改变mPFC中信号的强度，就会波及整个大脑，小鼠也许会变得更加具有侵略性，也许会变得更加胆怯。这一研究组目前正在寻找影响啮齿动物等级波动的因素。
 
大约在一个世纪前，我们就知道动物能形成社会等级。1921年，挪威科学家Thorleif Schjelderup-Ebbe在鸡中首次发现了这种等级制度。个体社会等级深刻的影响着个体的健康和生活质量，比如配对配偶，食物，以及环境处所的优先权。 等级现象很早就会出现——2岁儿童中就会出现等级。
 
但是很少有人会去探究不同社会等级在大脑中的表现，这项研究不仅开启了这一空白研究，而且发现调控大脑实际上就能改变小鼠的社会等级，这令人感到不可思议，而且如果想到将这一研究成果应用到人类身体，也许会令我们感到颇为不安——虽然人类社会等级关系复杂得多。