研究方向 

    

  动物具有丰富的行为,而这些行为受到神经环路的控制和调节。理解动物行为的神经环路机制是系统神经科学的终极挑战之一。我们综合利用多通道电极记录、转基因,光遗传/化学遗传操控、单细胞电生理记录以及行为学研究等技术深入研究神经元集群电活动与动物行为之间的关系。我们建立了对小鼠、大鼠、树鼩和狨猴通用的社会行为的范式。我们研究组的研究目标是不仅要从环路水平阐述一些哺乳动物重要社会行为的神经机制,而且要通过跨物种研究来理解相应的神经网络发育与对应行为的进化之间的关系。 

    

  大鼠共情行为的神经环路机制 

    

  共情指的是个体站在他人立场上并且产生和他人相同情感的能力。共情作为一个高级的心理过程,其对生活在社会中的个体来说至关重要。更重要的是,共情能力的异常和很多精神类疾病密切相关,比如自闭症、精神分裂症等。因此,如果能研究清楚共情的神经机制,那么将会对精神类疾病的治疗提供很大的帮助。 

  最初的研究认为共情能力只存在于人类和类人猿中,然而最近越来越多的证据表明共情能力从啮齿类到人类中都是一个进化保守的行为。尽管在啮齿类中没有诸如换位思考这样的高级的共情形式,但是一些诸如情绪传染的初级的共情形式的确是存在的。在各种情绪传染的行为中,恐惧情绪传染的研究是最多的。在我们的实验中,我们改进了Kim等人的恐惧传染的行为范式。在改进的范式中,有过电击体验的大鼠测到了更强的恐惧情绪传染。我们发现从前扣带回(ACC)到侧背中丘脑(MDL)的投射在大鼠感同身受的僵直反应中发挥重要作用。损毁或者激活ACC中投向MDL的神经元分别会延迟或者降低感同身受的僵直反应。这些结果都表明这个投射能够特定的调节这个行为。我们实验室会进一步研究大鼠共情行为的更精细的神经环路基础。同时,鉴于我们在社交孤立的大鼠中发现了很多行为缺陷,所以我们同样关心社交孤立是如何影响大鼠的行为的以及其是否受到共情神经环路的调控。 

    

  动物合作行为神经机制及其进化的跨物种研究 

    

  合作是一种需要高级认知参与的复杂社会行为,通常是指两个及以上的个体通过一起行动来实现一个共同的目标。合作能力的强弱对于生存至关重要,然而合作形成的原因和过程仍然不清楚。因此,合作行为是如何产生的在《科学》杂志评选的125个最重要的科学问题中排名第16。动物行为学家和行为遗传学家一直致力于探究合作行为的遗传基础以及分子驱动。作为神经科学研究人员,我们的兴趣在于解析动物合作行为背后的神经机制以及进化过程。因此,我们设计了一个新的时间协调任务来定量地评估动物的合作能力。这个新的合作范式的优势在于其适用于不同的模式动物,包括小鼠、大鼠、树鼩和狨猴,使我们能够对合作行为进行跨物种的比较研究。初步的实验数据表明,相比于大鼠和小鼠,树鼩的合作能力是最强的,而大鼠的合作能力优于小鼠。在大鼠进行合作任务的同时,我们也记录了神经元集群的电活动,并且在多个脑区的神经元活动中,发现了编码与合作相关信息的证据。我们的研究目标是鉴定编码合作信息的神经元和神经环路,以及通过跨物种研究在神经网络中寻找到驱动合作行为进化的机制。 

王佐仁 博士

党委副书记;纪委书记;高级研究员