本文由brainnews腦科學(xué)世界團(tuán)隊(duì)原創(chuàng)編譯，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系授權(quán)。

2022年5月8日是母親節(jié)（Mother's Day），是一個(gè)感謝母親的節(jié)日。

brainnews編輯部祝各位母親節(jié)日快樂，幸福安康！

有人說，母親的愛，是最偉大的力量。

那么，母親的愛背后有什么神奇的大腦機(jī)制呢？我們一起來看一看近幾年的研究。

利用pubmed數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)“Maternal Behaviors”進(jìn)行檢索，一共有41934 篇相關(guān)的文獻(xiàn)，發(fā)布的文獻(xiàn)逐年升高的趨勢(shì)，尤其是2005年以來，增長(zhǎng)速度飛快。

1. Neuron：母愛始于出生前

在我們生活中，為了兒女順利健康地誕生，定期產(chǎn)檢、保證充足營(yíng)養(yǎng)和休息、維持身心舒適愉悅是每位待產(chǎn)的準(zhǔn)媽媽的共識(shí)。而在嚙齒類動(dòng)物中也存在類似的行為，鼠媽媽會(huì)日復(fù)一日在不厭其煩地重新搭建小窩而后再安心休息養(yǎng)胎。孕期和生產(chǎn)時(shí)環(huán)境和狀態(tài)的安全是保證繁衍順利的必要條件。

2022年2月，法國(guó)索邦大學(xué)-巴黎腦中心研究員Nicolas Renier團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在中腦Edinger-Westphal（EW）腦區(qū)有一群表達(dá)苯丙胺調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄肽（amphetamine-regulated transcript，CART）神經(jīng)元可以響應(yīng)孕激素信號(hào)，調(diào)節(jié)孕鼠的睡眠和筑巢行為，并在頂級(jí)雜志Neuron上發(fā)表題為“Edinger-Westphal peptidergic neurons enable maternal preparatory nesting”的研究論文。

本文闡述了機(jī)體通過行為輸出對(duì)不同生理狀態(tài)產(chǎn)生適應(yīng)性改變的神經(jīng)機(jī)制，其中EW腦區(qū)通過改變睡眠覺醒轉(zhuǎn)換，減少睡眠以便更好地搭建好安胎以及生產(chǎn)的窩，可見母親在我們誕生之前就做足了充分準(zhǔn)備和期待，讓我們?cè)跐鉂獾哪笎壑衼淼竭@個(gè)溫暖的世界！

2. PNAS：母親拼死對(duì)孩子的保護(hù)，與這個(gè)腦區(qū)受到激素影響有關(guān)

大多數(shù)哺乳動(dòng)物在孕育后代之后都會(huì)發(fā)生行為變化，最顯著的便是保護(hù)行為會(huì)出現(xiàn)激增，母親會(huì)對(duì)外界環(huán)境的刺激更加敏感。這類保護(hù)行為可以保護(hù)新生兒遠(yuǎn)離危險(xiǎn)，提升后代的存活幾率。

母親冒著犧牲自己的高風(fēng)險(xiǎn)行為，也要保護(hù)自己的孩子，這僅僅只是大腦單一作出的決定嗎？根據(jù)《美國(guó)科學(xué)院院刊》的一項(xiàng)研究，這種行為會(huì)潛在地受到激素的影響，并且激素可以控制母親對(duì)行為的選擇。

懷孕和哺乳期母親分泌的催乳素水平會(huì)顯著升高，這種激素是由垂體產(chǎn)生的，主要負(fù)責(zé)促進(jìn)母親產(chǎn)奶。然而許多證據(jù)不斷發(fā)現(xiàn)，催乳素還會(huì)改變?cè)S多其他生物過程，尤其是它能夠影響下丘腦腹內(nèi)側(cè)核（VMN）的細(xì)胞，而這一腦區(qū)恰好負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)個(gè)體的攻擊性行為。

當(dāng)母親專注于保護(hù)行為時(shí)，必然會(huì)消耗大量時(shí)間與精力，那么她一定會(huì)需要從別的行為中進(jìn)行代償。根據(jù)小鼠實(shí)驗(yàn)的觀察，雌性小鼠在受孕前攻擊性行為會(huì)非常少，但在產(chǎn)下后代后保護(hù)心理會(huì)被逐漸激發(fā)，此時(shí)小鼠大腦VMN中的細(xì)胞會(huì)保持高度活躍狀態(tài)。（學(xué)術(shù)經(jīng)緯報(bào)道）

參考文獻(xiàn)：Teodora Georgescu et al, Prolactin-mediated restraint of maternal aggression in lactation, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2116972119

3.

母親們?yōu)榱吮Ｗo(hù)自己的孩子而承擔(dān)額外的風(fēng)險(xiǎn)，這似乎是理所當(dāng)然的，但你有沒有想過為什么?日本理研腦科學(xué)中心(CBS)的Kumi Kuroda領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究表明，在小鼠中，這種養(yǎng)育行為和其他養(yǎng)育行為部分是由前腦一小部分的神經(jīng)元驅(qū)動(dòng)的，該神經(jīng)元含有一種叫做降鈣素受體的蛋白質(zhì)。這項(xiàng)研究2021年6月發(fā)表在《Cell Reports》上。

該團(tuán)隊(duì)之前的研究指出，下丘腦的中央MPOA (cMPOA)區(qū)域是養(yǎng)育行為的中樞。大腦的這一部分包含超過七種不同的神經(jīng)元，而這項(xiàng)新研究的目標(biāo)是為最重要的神經(jīng)元找到一個(gè)標(biāo)記。研究人員在培養(yǎng)小鼠的cMPOA中觀察了20個(gè)候選基因和一個(gè)活躍神經(jīng)元的標(biāo)記。降鈣素受體基因的雙標(biāo)記最高，使其成為最可能的培養(yǎng)相關(guān)神經(jīng)元標(biāo)記。進(jìn)一步，團(tuán)隊(duì)有三個(gè)主要的發(fā)現(xiàn)。首先，產(chǎn)后母親具有降鈣素受體的cMPOA神經(jīng)元數(shù)量高于未懷孕的雌性、雄性或父親。第二，雌性在分娩后，大腦其他部分與這些神經(jīng)元的傳入和傳出連接發(fā)生了變化。第三，沉默這些神經(jīng)元完全破壞了養(yǎng)育行為。

Kuroda說:“父母，無論是人還是動(dòng)物，都必須選擇犧牲一種行為來照顧孩子。我們發(fā)現(xiàn)，降鈣素受體的上調(diào)就像大腦中的一股推力，促使老鼠去照顧幼鼠，抑制它們的自我利益和避免危險(xiǎn)和不愉快情況的傾向。” （生物通報(bào)道）

參考文獻(xiàn)：Yoshihara C, Tokita K, Maruyama T, Kaneko M, Tsuneoka Y, Fukumitsu K, Miyazawa E, Shinozuka K, Huang AJ, Nishimori K, McHugh TJ, Tanaka M, Itohara S, Touhara K, Miyamichi K, Kuroda KO. Calcitonin receptor signaling in the medial preoptic area enables risk-taking maternal care. Cell Rep. 2021 Jun 1;35(9):109204. doi: 10.1016/j.celrep.2021.109204. PMID: 34077719.

4.

母親往往會(huì)對(duì)嬰兒的哭聲極其敏感并能作出快速反應(yīng)，然而，尚不清楚母親對(duì)幼崽呼叫反應(yīng)的發(fā)生機(jī)制。2020年10月，紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Robert C. Froemke課題組在Nature雜志上發(fā)表了一篇題為“Innate and plastic mechanisms for maternal behaviour in auditory cortex”的文章，作者在這項(xiàng)研究中提出小鼠母性行為的發(fā)作是由內(nèi)在機(jī)制與聽覺皮層（auditory cortex）中依賴經(jīng)驗(yàn)的可塑性之間的相互作用共同引發(fā)。

這項(xiàng)研究提出母鼠對(duì)幼崽求救呼叫的施救行為是由內(nèi)在機(jī)制和聽覺皮層中依賴經(jīng)驗(yàn)的可塑性調(diào)節(jié)之間的相互作用引起的，先天敏感性和后天學(xué)習(xí)過程之間的協(xié)同作用對(duì)于在復(fù)雜環(huán)境中快速，高效和靈活地學(xué)習(xí)至關(guān)重要。（BioArt 報(bào)道）

5.

母性行為是一種復(fù)雜的本能社會(huì)行為, 良好的母性行為對(duì)于母親自身健康以及后代的生存發(fā)展都具有重要意義。中樞五羥色胺（5-HT）系統(tǒng)通過與多巴胺系統(tǒng)交互作用對(duì)母性行為發(fā)生復(fù)雜調(diào)控作用。前期研究已經(jīng)揭示了5-HT可以通過作用于 2A 和2C受體對(duì)母性行為發(fā)生調(diào)控作用，但對(duì)相關(guān)的中樞神經(jīng)機(jī)制和心理調(diào)控機(jī)制仍舊缺乏了解。

西南大學(xué)心理學(xué)部高軍副教授課題組在《Neuropharmacology》（中科院SCI一區(qū)）上在線發(fā)表了題為“Serotonin 5-HT2A and 5-HT2C Receptors Regulate Rat Maternal Behavior through Distinct Behavioral and Neural mechanisms”的研究論文，揭示了5-HT2A和5-HT2C受體調(diào)控母性行為的心理行為和神經(jīng)機(jī)制。

運(yùn)用嚙齒類動(dòng)物大鼠的母性行為相關(guān)的兩種行為范式（飼養(yǎng)籠內(nèi)母性行為和幼崽偏好范式），研究發(fā)現(xiàn)：激活內(nèi)側(cè)前額葉（mPFC）的5-HT2A受體可以特異性的破壞母性行為的行為組織，但不影響幼崽偏好（母性動(dòng)機(jī)）；激活mPFC的5-HT2C受體并不影響母性行為的各種表現(xiàn)；激活中腦腹側(cè)背蓋區(qū)（VTA）的5-HT2A或5-HT2C受體都能破壞飼養(yǎng)籠內(nèi)母性行為；激活VTA的5-HT2A而非5-HT2C受體會(huì)破壞幼崽偏好（母性動(dòng)機(jī)）。這些結(jié)果提示：5-HT2A受體在mPFC和VTA通過調(diào)控母性行為的組織或執(zhí)行控制進(jìn)而發(fā)揮對(duì)母性行為的調(diào)控作用；相反，5-HT2C受體在VTA主要調(diào)控母性動(dòng)機(jī)而非母性行為的組織。（西南大學(xué)心理學(xué)部官網(wǎng)報(bào)道）

6.

2018年底，《神經(jīng)科學(xué)雜志》期刊在線發(fā)表了題為《Agrp神經(jīng)元投射到內(nèi)側(cè)視前區(qū)并調(diào)控母性筑巢行為》的研究論文， 此項(xiàng)研究由中科院神經(jīng)科學(xué)研究所、腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心、神經(jīng)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室許曉鴻研究組完成，在這項(xiàng)研究中，許曉鴻組探索了饑餓和母性行為的相互拮抗關(guān)系及其神經(jīng)環(huán)路基礎(chǔ)。

許曉鴻組發(fā)現(xiàn)：1. 控制攝食行為的Agrp神經(jīng)元對(duì)于控制母性行為的內(nèi)側(cè)視前區(qū)有抑制性投射；2. 光遺傳學(xué)激活A(yù)grp神經(jīng)元特異性地減少母性筑巢行為，卻不影響叼幼崽的行為，部分模擬饑餓對(duì)于母性行為的抑制作用；3. 光遺傳學(xué)刺激Agrp 神經(jīng)元到內(nèi)側(cè)視前區(qū)的投射同樣特異性地抑制母性筑巢行為，而刺激Agrp 神經(jīng)元到下丘腦外側(cè)區(qū)的投射對(duì)母性行為沒有顯著性影響；4. 內(nèi)側(cè)視前區(qū)接受Agrp投射的神經(jīng)元是Vgat+神經(jīng)元；5.光遺傳學(xué)或者化學(xué)遺傳學(xué)抑制內(nèi)側(cè)視前區(qū)Vgat+神經(jīng)元同樣可以抑制母性筑巢行為；6. 內(nèi)側(cè)視前區(qū)參與母性筑巢行為的神經(jīng)元集群可能不同于參與叼幼崽行為的神經(jīng)元。（腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心報(bào)道）

本文首次證明饑餓和母性行為可以存在相互抑制的作用，從而協(xié)同不同行為之間的關(guān)系。（圖1）

圖1. 饑餓與母性行為之間相互拮抗的神經(jīng)模型。Agrp神經(jīng)元促進(jìn)攝食; 內(nèi)側(cè)視前區(qū)Vgat+／Esr1+神經(jīng)元促進(jìn)叼幼崽的行為，而Vgat+／Esr1-神經(jīng)元對(duì)于母性筑巢行為更為重要。饑餓期間Agrp神經(jīng)元的激活導(dǎo)致內(nèi)側(cè)視前區(qū)Vgat +神經(jīng)元的抑制，同時(shí)抑制母性筑巢行為但不是影響叼幼崽的行為。并行的，幼崽通過平行激活mPOA Vglut2 +神經(jīng)元延遲和抑制攝食行為。3V，第三腦室; acp，前聯(lián)合，arc,弓狀核; mPOA，內(nèi)側(cè)視前區(qū)。

7.

2018年，Neuron雜志刊登了紐約大學(xué)醫(yī)學(xué)院Dayu Lin研究組的重要工作，他們發(fā)現(xiàn)MPOA中表達(dá)雌激素受體（Estrogen receptor α，Esr1)的神經(jīng)元（MPOAEsr1+）在母性行為中起關(guān)鍵性作用，并找到其重要下游腹側(cè)被蓋區(qū)（Ventral tegmental area, VTA），提高了人們對(duì)該領(lǐng)域的認(rèn)知。

本篇文章通過光遺傳、化學(xué)遺傳、在體鈣成像、電生理等方法，發(fā)現(xiàn)MPOAEsr1+神經(jīng)元在母性行為中起關(guān)鍵性作用（圖2），抑制MPOAEsr1+會(huì)減少雌鼠母性行為，激活MPOAEsr1+會(huì)誘發(fā)雌鼠母性行為。而且，在母性行為過程中，MPOA中Esr1神經(jīng)元的發(fā)放率最高。此外，他們找到了一個(gè)重要下游VTA，MPOAEsr1+對(duì)VTA非DA神經(jīng)元產(chǎn)生強(qiáng)抑制性投射，MPOAEsr1+-VTA投射對(duì)母性行為起至關(guān)重要作用。這項(xiàng)研究提高了我們對(duì)母性行為領(lǐng)域的認(rèn)知，讓我們?cè)谏窠?jīng)環(huán)路水平更加了解母愛?。ê驮飯?bào)道）

圖2 母愛行為的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制總結(jié)

參考文獻(xiàn)：Fang, Y.Y., et al., A Hypothalamic Midbrain Pathway Essential for Driving Maternal Behaviors. Neuron, 2018. 98(1): p. 192-207 e10.

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