Neuron: 照镜子，省己身！科学家揭示“照镜子”进行自我识别、整理仪容的海马神经元群

住自身的视觉特征是自身识别（self-recognition）的关键。前额叶皮层、顶叶皮层和内侧颞叶，海马参与视觉自我识别过程，其中海马在自我视觉特征的初级加工和记忆过程中发挥重要作用。1960年代美国心理学家贾拉普(Gordon G. Gallup) 开发了认识镜中自我图像的镜像自我认知测试 (MSR) 的实验方法，最早用于检测黑猩猩行为。

2024年1月17日得克萨斯大学西南医学中心Takashi Kitamura研究团队在Neuron杂志上通过构建小鼠的MSR模型，揭示了腹侧海马CA1区编码自身识别信息，同伴间的社交可促进这种镜像中自身识别行为。

1

小鼠可“照镜子”进行自我识别

在12天的镜子适应期中小鼠进入镜子区域时间增多，前6天的站立时间增多，理毛行为正常。在随后的MSR实验中，第一天小鼠头部标记白色墨水并待在无镜子且顶灯亮的区域30分钟，第二天小鼠头部标记白色墨水并待在镜子且顶灯不亮的区域30分钟，第3天小鼠头部标记黑色墨水并待在镜子且顶灯亮的区域30分钟，第4天小鼠头部标记白色墨水并待在镜子且顶灯亮的区域30分钟。统计发现标记黑色墨水几乎不影响小鼠头部自我理毛行为，但随着标记白色墨水区域的增加，小鼠通过识别镜子里的自我图像进行头部自我理毛行为，清除白色墨水，这种自我识别也存在雌性小鼠中。demonstrator-observers行为学实验表明小鼠识别镜子中的自我图像并不是同伴之间情绪传染引起的。

已有研究表明同伴间社交经验影响MSR的发展。研究人员将出生后4周的小鼠进行2个月的社交隔离进行镜子适应期训练时进入镜子区域的时间并没有增加，站立时间增多，但在随后的MSR实验中社交隔离小鼠并没有表现出镜像引起的头部理毛行为。此外，小鼠出生后在与另一个品系小鼠同笼饲养后3个月后，MSR实验也不会诱发小鼠的镜像头部理毛行为，表明同伴间的社交可促进MSR的形成。

图1：小鼠可“照镜子”进行自我识别

2

社交经验影响自我识别行为

为进一步探究调控MSR的形成的关键脑区，通过免疫荧光实验发现在MSR实验中(与标记黑色墨水相比)小鼠头部标记白色墨水后内侧前额叶皮层、背侧海马和腹侧海马脑区神经元活性增强。研究人员通过化学遗传学技术慢性抑制腹侧海马CA3 (vCA3)、背侧海马CA3和CA2神经元活性并不损害MSR的形成，但抑制腹侧海马CA1 (vCA1)和背侧海马CA1神经元活性损害MSR的形成。

图2、同伴间社交经验影响自我识别行为

3

编码自我识别行为的神经元亚群

研究人员通过不同的神经元活性标记系统不同时期激活的神经元，发现在MSR训练期第一天暴露在镜子区域后激活一群vCA1神经元（mKate2阳性），第2天同样暴露在相同的镜子区域后可激活一群vCA1神经元（Arc阳性），这两类神经元重叠比例达到约35%，这部分重叠的神经元群称为self-responding神经元群，但在经历慢性社交隔离后这两类神经元重叠比例较低。

有意思的是，当小鼠暴露在同伴小鼠的鼠笼中也会重激活self-responding神经元群，暴露在其他品系小鼠并不会出现这种重激活。MSR训练期慢性抑制self-responding神经元群后并不会引起镜像诱发的头部理毛行为。通过类似的实验并没有发现背侧海马CA1神经元中存在类似的self-responding神经元群。

图3：腹侧海马编码自我识别行为的神经元亚群

总结

本文发现腹侧海马CA1神经元可编码“照镜子”进行自我识别信息，同伴社交经验可促进这一过程。

【参考文献】

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2023.10.022

本文转载自神经周刊

转自：“比臣科研”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！