斯坦福医学科学家定位包含男性性冲动位置的关键大脑回路

大脑对雄性哺乳动物、行为和奖励的硬连线外壳看起来是一站式的。

斯坦福医学研究人员在雄性小鼠中绘制了一个专门的大脑回路，该回路被雌性小鼠的存在绊倒，点燃了的火焰，诱导了交配活动以及由此产生的满足感。

“我们在雄性哺乳动物的大脑中挑选出了一个控制性识别，，交配行为和快感的回路，”精神病学和神经生物学教授Nirao Shah博士说，他是描述研究结果的一项研究的资深作者，于8月11日在线发表在 Cell上。主要作者由博士后学者Daniel Bayless博士和Renzhi Yang博士分享;和研究生Chung-ha Davis。

该研究表明，雄性小鼠确定陌生人是雌性会激活雄性大脑中枢，即的所在地。反过来，这会激活下游的大脑中枢，这些中枢执行常规的交配动作并引起快感——使雄性小鼠在机会出现时想要再次这样做。

在有意愿的雌性存在的情况下，即使在射精后立即，该回路的激活也会导致恢复交配。

随着潜在的药物应用，这些发现可能会导致对雄性和雌性哺乳动物之间的先天差异以及驱动人类性行为的力量的更深入的了解。

绘制小鼠大脑

在广泛的实验中，研究人员使用了几种最先进的技术来精心绘制构成该回路的神经元连接。为了确保实验中小鼠的行为和大脑活动不受社会影响的影响，科学家们使用了在3或4周龄断奶后没有见过雌性小鼠的成年处女雄性小鼠。

Shah及其同事的早期研究表明，操纵从杏仁核（我们情绪的所在地）的一部分（称为终纹床核或BNST）投射到另一个称为视前下丘脑的大脑结构的神经元可以打开和关闭雄性小鼠对不熟悉小鼠性别的识别。

“我们想知道一旦识别发生，这些神经元中的哪些正在与视前下丘脑中的哪些神经元交谈，”Shah说。

在这项新研究中，研究小组将注意力集中在一小组遗传上不同的BNST神经元上，这些神经元的特点是它们分泌一种称为P物质的慢效肽或蛋白质片段。科学家们还在视前下丘脑中追踪了另一小组遗传上不同的神经元，这些神经元具有P物质受体。前一组神经元与后一组神经元建立了连接。

刺激含有分泌P物质的BNST神经元的束加速了视前下丘脑中携带P物质受体的神经元的活动，在大约90秒的时间内增加了后者神经元的活动，在延迟10至15分钟后，忠实地遵循了男配行为的完整序列：安装，插入和射精。

事实证明，当P物质与视前下丘脑中那些神经元上的受体结合时，它会逐渐使神经元敏感，使它们变得越来越活跃。

直接将P物质注入附近极大地加速了雄性小鼠开始与愿意的雌配的能力。视前下丘脑中携带P受体的神经元的直接激活甚至导致与无生命的物体交配。

没有休息时间

几乎所有雄性哺乳动物都会经历所谓的不应期，即射精后完全恢复和能力之前需要一段时间。

对于本研究中使用的小鼠，正常的不应期为五天。但是，通过实验操作直接刺激视前下丘脑含有P物质受体的神经元，促使刚刚射精的雄性小鼠立即在雌性小鼠在场的情况下重新进行配，直到第二次完成。

“他们花了一秒钟或更短的时间才恢复性活动，”沙阿说。“这比不应期减少了40多万倍。

另一方面，沙阿说，“如果你只沉默这组前光学 – 下丘脑神经元，雄性不会交配，”尽管没有其他明显的影响。

视前下丘脑中含有P物质受体的神经元连接到两个下游的大脑中枢，这两个中枢分别对自主运动和体验或预期快乐至关重要。

沙阿说，大自然在保护从一个哺乳动物物种到另一个哺乳动物物种的如此重要的大脑回路方面远非松懈。

“人类下丘脑中很可能有类似的神经元集来调节性奖励，行为和满足感，”他说。“它们可能与我们在小鼠身上观察到的非常相似。

治疗的应用

这项研究的结果可能导致作为变阻器的药物，能够抑制过度活跃的男性大脑中的性回路，或者，或者，提高缺乏欲望的男性的。

“如果这些中心存在于人类中 – 现在我们知道在哪里寻找 – 应该有可能设计出可用于调节这些电路的小分子，”Shah说。

“这些药物将与今天的磷酸二酯酶抑制剂完全不同，”它对抗勃起功能障碍，Shah说。“它们通常不会增强全身小脉管系统的血液流动，而是直接放大或抑制控制男性的特定大脑区域。

激活雄鼠交配回路对雄性攻击性没有直接影响，Shah说。因此，通过这种作用机制增加男性的药物不太可能引发攻击行为。

Shah的小组正在积极寻求阐明女性的等效回路。

隶属于艾伦神经动力学研究所和哥伦比亚大学的研究人员为这项工作做出了贡献。

该研究由美国国立卫生研究院（赠款R01NS049488，R01NS104565和R01NS050835），国家科学基金会，吴仔神经科学研究所，皮尤慈善信托基金，GG礼品基金和PD Soros基金会资助。