Nature文章：Inscopix成像揭示杏仁核神经元的社交探索编码机制
文章简介
大脑调控了不同的内部状态，包括饥饿、焦虑和攻击性，每一种状态都会改变动物的行为。例如，一只饥饿的小鼠会四处走动寻找食物，而焦虑的小鼠会呆在原地，或者只是犹豫不决地探索周围的环境，然而，编码不同大脑状态的神经元网络仍不清楚。瑞士弗里德里希·米歇尔生物医学研究所的Andreas Luthi研究组于2021年3月3日在Nature上发表了题为“State-dependent encoding of exploratory behaviour in the amygdala”的文章，研究人员通过Inscopix超微显微成像发现，小鼠杏仁核中的两大群神经元在探索环境和进行防御行为(如冻结)之间切换时，表现出了相反的活动模式——这一发现暗示了杏仁核在协调大脑状态中的关键作用。
摘要
动物的行为是由新陈代谢、情感和社会因素所决定的。根据状态的不同，动物会集中精力躲避威胁、寻找食物或进行社交互动，并显示出适当的行为技能。此外，动物通过优先考虑适当的行为技能来适应环境变化的能力决定了动物的生存和繁殖。尽管这些状态被认为与大脑系统的特定功能有关，但人们对其基本原理还知之甚少。众所周知，杏仁核是大脑的一个区域，整合了情感、社会和代谢信息。通过Inscopix成像观察到基底外侧杏仁核通过两个大型的、功能不相关的、表现出缓慢动态的合集来编码探索行为。作者发现，根据刺激的显著性，通过与稳定和分层的神经元成对的集合来编码空间探索和社交探索。这些发现表明，基底外侧杏仁核作为一个低维度的，但环境依赖的分层分类器，编码依赖状态的行为信息。这种编码功能在健康和疾病的内部状态的调节中有一个基本的作用。
创新点
在此项研究中，作者Lüthi使用Inscopix自由行为显微成像方法对小鼠的深部脑区进行神经元成像采集，当小鼠参与空间或社交探索时，Inscopix成像记录了基底外侧杏仁核的神经元是如何调控社交探索行为的编码。而且因为精神疾病伴随着大脑状态的改变，了解大脑如何在状态之间切换可能有助于找出这些疾病的错误之处，并找出缓解功能失调行为的潜在策略。
实验背景
人类的情绪状态被认为是由大脑范围内的神经环路调节的，历史上被称为“边缘系统”。这个神经环路的关键节点之一是杏仁核，它是一个皮层下区域，与大脑的许多区域紧密相连。大量的文献表明，杏仁核基底外侧核(BLA)对于处理感觉输入和环境因素后表现的情感价值具有重要作用。最近，有研究表明，BLA的主要神经元不仅对条件线索做出反应，还反映了由这些线索诱发的持续行为，以及自我调节的行为。这些先前的研究可能表明，BLA在定义动物的某一种状态时，决定了大脑如何对感觉输入或环境因素进行编码，以及这些信息如何转化为适当的行为策略。
具有明显行为后果的最显著的外部刺激之一是特异性的存在。对人类的研究已经确定，杏仁核是“社会大脑”的一个重要部分，它与编码社会距离、处理面部情感和注视眼睛区域有关，而且在自闭症障碍患者中，杏仁核是失调的，这与BLA在调节啮齿动物社会行为中的作用一致，社会互动导致活动依赖的即时早期基因的诱导，而BLA的功能失活促进了社会互动，这表明BLA专门调节社会互动的厌恶方面。
实验目的
BLA中神经元的大规模集合的活动与动物在探索和防御行为中的参与有关，问题是，BLA是否仅仅反映了动物与环境的互动(独立于它与物体的相互作用)，还是它不同地编码了行为环境。作者假设，如果BLA参与了一种状态的调节，这种状态反映了动物所处的环境，并与适当的行为系统相关联，那么另一种动物的出现应该会对BLA代表探索行为的方式产生强烈的影响。
实验方案设计
为了捕捉自然的社交行为，作者建立了一个行为范式，在实验小鼠短期适应环境后，允许两只自由行为的小鼠在一个中性环境中互动8-9分钟。在直接从行为追踪过程中提取的参数(图1a)的基础上，作者检测到五种不同的社会行为：接近、发起互动、交互互动、逃避和攻击，以及冻结状态。冻结状态是由非社会线索和社会线索引起的(分别占总时间的1.6±0.3%和2.5±0.4%;配对t检验，t18 = 1.9, P = 0.06, n = 19只小鼠)。作者使用术语“中性行为”来指代小鼠不参与任何这些行为，但正在探索环境或自我梳理的时间，这导致了两个小鼠行为的连续表征(图1b)。小鼠最初表现出较高的冻结水平，然后迅速下降，然后在整个实验过程中保持在较低水平。小鼠在社交的前2分钟中花费了22.0±3.5%的时间进行互动，随后在社交的最后2分钟下降到了11.8±1.8%(图1d)。总的来说，小鼠表现出很少的攻击行为，社会互动通常是相互发起的，往复的或引发的回避行为(图1e)，这表明，自然的社交行为实验条件下，社交互动具有积极和消极的价值。
作者使用Inscopix超微显微镜对BLA的神经元进行深脑成像，BLA的神经元使用GCaMP6f标记(图2e, f)；在成像过程中，没有影响小鼠的社交行为 (图2g)。通过Inscopix成像发现BLA的神经元在社交探索过程中表现出明显变化，并表现出高度多样的活动模式(图2)。
图2 动物社交行为时的Inscopix深部脑成像
实验结果
BLA神经元的群体活动与社交探索的关系
在社会互动过程中(图3a)，单个神经元活动之间的绝对成对相关性普遍较低(0.1±0.004,n = 10只小鼠)；然而，在群体水平上，作者观察到相关的活动模式在整个过程中随着慢时间尺度的变化而变化，并被大型神经元系统所共享(图3b)。作者使用与距离测量的相关性进行了无监督的k-means聚类，将整个神经元群体划分为两个空间混合的集群，其独立于小鼠的行为。两个集群的平均活动显示出精确到秒的时间尺度上的，显著的相关活动模式(相关性为-0.76±0.04)(图3b)，小鼠的行为与这两个集群的相对活动之间具有很强的对应关系。其中一组显示在社交探索时期活动增加(包括接近、互动和回避行为；第二组在小鼠不参与社交探索行为的时期选择性地表现出更强的活动(称为“不参与社交探索”的集合)(图3b-e)。社交探索整体的激活既不是特定于发起互动的小鼠的身份(发起的互动与回报的互动)，也不是特定于互动的价值(攻击性与非攻击性的互动)(图3f)。这表明，社交探索整体的活动主要反映的不是效价，而是小鼠与它们的群体的参与。
社交探索时期的特定行为是否可能是BLA神经元激活的潜在驱动因素？
接下来，作者讨论了社交探索时期的特定运动是否可能是整体激活的潜在驱动因素。在两种组合高度相对激活的时期，小鼠的瞬时速度分布是相似的，社交探索组合对较低速度的偏差较小。因此，没有检测到瞬时速度和整体活动之间的相关性(10只小鼠中有8只)或相关性很弱。作者比较了两个集合激活时间之间的场地空间覆盖(通过空间占用图熵估计)，也没有显著差异。综上所述，社交探索整体的激活并不反映社交探索过程中运动的增加(或减少)。当作者将整个神经元群体划分为三个整体时，作者找不到关于效价或特定的社交探索行为的信息。此外，与抑制相关的活动在神经元总数中所占比例很大，这表明社交探索是由大的神经元集合编码的。
为了测试社交探索是否能从BLA的群体活动中准确解码出来，作者训练了一个线性解码器来区分社交探索和中性行为(图3g)。对数据进行训练和测试时解码器性能较高，对打乱或循环移位数据进行训练和测试时解码器性能下降(图3h)。
为了评估社交探索神经元表征的稳定性和特异性，在第一次社交探索后三天，小鼠被暴露在不同的特异环境中(图3i)。在第一次社交探索过程中检测到的集合在第二次社交探索过程中稳健地捕捉到了社交探索行为，这表明社交探索表征在不同的时间内是稳定的，并且不随刺激小鼠的身份而变化(图3j)。因此，当作者在第2个社交探索阶段直接定义集成时，大多数神经元在整个会话中有保持，而在两个社交探索阶段中簇成员不稳定的神经元与其集成平均活动的相关性更弱(图3k，4a-c)。
在单神经元水平上，31.0±4.0%的神经元被社交探索行为调节，并且同样分布在“社交探索”和“非社交探索”阶段的激活之间(4d, e)，与神经元的整体隶属度总体一致(4f)。在两个社交探索阶段中，单个神经元与社会行为的对应关系是稳定的(4g)。值得注意的是，一些被社交探索激活的神经元被特定行为不同地激活，这表明了在单神经元水平上对特定行为的更详细的特征(4h)。
图4 单神经元相关的社交行为
社交探索和空间探索是否由相同的神经集群编码？
接下来，作者研究了社交探索和空间探索是否由相同的集群编码，这可能反映了小鼠更普遍的探索状态。作者比较了BLA在社交探索中和24h后在同一场所的空间探索期间的神经元群体活动，在空间探索期间，小鼠可以探索环境和一个静止的物体(图5a)。与之前的研究结果一致，空间探索期间的群体活动可以类似地用两个大的、逆相关的、慢动力学的整体来描述(相关性为-0.77±0.04)(图5b)，它们在不同的时间内是稳定的。其中的一群神经元，不仅在小鼠探索物体时，而且时探索整个环境(称之为“空间探索”组)期间表现出更强的活动能力；当小鼠没有进行任何探索行为(称之为“无空间探索”集合)时，另外一群神经元显示出选择性的活动增加(图5c)。由空间占用图熵量化的区域范围 (图5c)，当空间探索群体激活时，区域范围显著高于无空间探索集成激活时(图5d)。将自动行为描述与特定行为的手动评分相结合，作者发现，当空间探索群体处于活跃状态时，就会出现直立或与对象互动等探索性行为，而另一群神经元的活动与自我行为(如梳理和冻结)或非探索性行为有较高的相关性，与小鼠在环景中的位置无关。
与重复的空间或社交探索的稳定性相比，在空间和社交探索实验中，单个神经元活动和群体平均活动之间的相关性仅有微弱关系(图5e，f)，神经元同时成为空间探索和社交探索组合群体的概率与机会没有显著差异(图5e)。发现，在社交探索过程中检测到的高度预测社交探索行为的神经元集合与空间探索行为无关，反之亦然(图5g)。
图5 与条件相关的探索编码
空间探索行为是否以及如何在神经元群体水平上进行编码？
在社交探索阶段，当小鼠不参与社交探索时，它们表现出了典型的与空间探索相关的行为(比如直立)。因此，问题就产生了：在同种物种存在的情况下，空间探索行为是否以及如何在神经元群体水平上进行编码。当小鼠不参与社交探索时，空间探索集群的激活与更大的环境覆盖范围不一致，这表明另一只小鼠的出现导致空间探索行为策略的改变(图5h, i)。空间探索集群的激活与小鼠直立相关，而非空间探索群体的激活与梳理相关(图5i)。然后，作者根据在空间探索阶段的集群活动情况，将神经元分为社会性和非社会性探索集合。在小鼠不参与社交探索的时期，只有属于非社交探索整体的亚群显示出更高的关系，这些亚种群表现出了一致的空间探索编码和自我中心行为，而与另一只小鼠的存在或不存在是无关的。
结论
综上所述，这些数据表明了神经元重新分配以整合不同行为环境的潜在逻辑，即BLA优先考虑社交线索。此外，研究结果表明，BLA以一种与价效无关的方式编码社交探索行为，通过两个大型的、功能不相关的、表现出慢动力学的集群。这一结果与之前的基于BLA的神经元的多效价编码的证据一致。逆相关整体的缓慢动态是特定于BLA，还是涉及调节注意力和学习的更大的脑神经网络的普遍特性，仍有待探索。
社交探索和空间探索行为在BLA中表现出显著的稳定性。基于之前的工作，无论是空间还是社交探索，会有同样的BLA组合编码。然而，研究结果表明，在一种探索行为中处于活跃状态的神经元的隶属度并不能预测其与另一种探索行为的关联。与这个概念相一致的是，非常相似的运动行为——比如接近一个物体或一个小鼠——由正交的神经元集合表示。
然而，一个与社交探索无关的神经元子集在行为情境(即同种个体的存在或缺失)中持续编码空间探索和自我行为。在另一只小鼠面前，同时属于空间和社交探索集合的神经元对空间探索行为不感兴趣，这一事实强烈表明，BLA神经元亚群对编码不同类型探索行为的集合具有显著依赖性和层次分配。
因为社交探索和空间探索的集合似乎是从BLA中相同的神经元群中随机抽取的，所以行为场境特异性可能是由明显的外部感觉线索或更高阶的场境特异性输入驱动的，至少在一定程度上是这样。因此，社会线索的显著性可以解释神经元对社会和空间探索集合的层次分配。通过局部抑制性微环路处理和解析这些输入，以及神经调节，可能有助于BLA整体的动态调节。
研究结果表明，在小鼠中，BLA作为一种低维、灵活并分层的分类器，编码动物的状态，如其作为外部世界的功能的探索行为的参与所定义。杏仁核——通过它与许多皮层的关联，以及皮层下区域和神经调节的目标的广泛连接——可以在更大的大脑系统中传播状态信号，从而协调和优先处理与环境相关的的感知、行动选择和学习的大脑活动。
参考文献
Maria Sol Fustinana, et al. State-dependent encoding of exploratory behaviour in the amygdala. Nature(2021)
关于滔博生物
滔博生物TOP-Bright是一家集研发、生产、销售于一体的的高科技企业。我司专注于神经科学产品的研究且致力于向高校、科研机构等领域提供实验室一体化方案，业务范围遍布全国上百家实验室。公司主营产品均为享誉全球的国际品牌, 这些仪器设备都是科学研究所必备且不可替代的。
目前公司主营产品是享誉全球的国际一线领导品牌，主要有：Inscopix自由活动超微显微成像系统，Bruker多光子显微镜，功能神经外科电生理平台，动物行为系统（自身给药、条件恐惧、斯金纳、睡眠剥夺、经典迷宫等），PiezoSleep无创睡眠检测系统，NeuroNexus神经电极，电生理信号采集系统，膜片钳系统，双光子显微镜等。这些仪器设备都是科学研究所必备且不可替代的基础仪器之一。
成像平台：
1.Inscopix自由活动超微显微成像系统
大脑调控了不同的内部状态，包括饥饿、焦虑和攻击性，每一种状态都会改变动物的行为。例如，一只饥饿的小鼠会四处走动寻找食物，而焦虑的小鼠会呆在原地，或者只是犹豫不决地探索周围的环境，然而，编码不同大脑状态的神经元网络仍不清楚。瑞士弗里德里希·米歇尔生物医学研究所的Andreas Luthi研究组于2021年3月3日在Nature上发表了题为“State-dependent encoding of exploratory behaviour in the amygdala”的文章，研究人员通过Inscopix超微显微成像发现，小鼠杏仁核中的两大群神经元在探索环境和进行防御行为(如冻结)之间切换时，表现出了相反的活动模式——这一发现暗示了杏仁核在协调大脑状态中的关键作用。
摘要
动物的行为是由新陈代谢、情感和社会因素所决定的。根据状态的不同，动物会集中精力躲避威胁、寻找食物或进行社交互动，并显示出适当的行为技能。此外，动物通过优先考虑适当的行为技能来适应环境变化的能力决定了动物的生存和繁殖。尽管这些状态被认为与大脑系统的特定功能有关，但人们对其基本原理还知之甚少。众所周知，杏仁核是大脑的一个区域，整合了情感、社会和代谢信息。通过Inscopix成像观察到基底外侧杏仁核通过两个大型的、功能不相关的、表现出缓慢动态的合集来编码探索行为。作者发现，根据刺激的显著性，通过与稳定和分层的神经元成对的集合来编码空间探索和社交探索。这些发现表明，基底外侧杏仁核作为一个低维度的，但环境依赖的分层分类器，编码依赖状态的行为信息。这种编码功能在健康和疾病的内部状态的调节中有一个基本的作用。
创新点
在此项研究中，作者Lüthi使用Inscopix自由行为显微成像方法对小鼠的深部脑区进行神经元成像采集，当小鼠参与空间或社交探索时，Inscopix成像记录了基底外侧杏仁核的神经元是如何调控社交探索行为的编码。而且因为精神疾病伴随着大脑状态的改变，了解大脑如何在状态之间切换可能有助于找出这些疾病的错误之处，并找出缓解功能失调行为的潜在策略。
实验背景
人类的情绪状态被认为是由大脑范围内的神经环路调节的，历史上被称为“边缘系统”。这个神经环路的关键节点之一是杏仁核，它是一个皮层下区域，与大脑的许多区域紧密相连。大量的文献表明，杏仁核基底外侧核(BLA)对于处理感觉输入和环境因素后表现的情感价值具有重要作用。最近，有研究表明，BLA的主要神经元不仅对条件线索做出反应，还反映了由这些线索诱发的持续行为，以及自我调节的行为。这些先前的研究可能表明，BLA在定义动物的某一种状态时，决定了大脑如何对感觉输入或环境因素进行编码，以及这些信息如何转化为适当的行为策略。
具有明显行为后果的最显著的外部刺激之一是特异性的存在。对人类的研究已经确定，杏仁核是“社会大脑”的一个重要部分，它与编码社会距离、处理面部情感和注视眼睛区域有关，而且在自闭症障碍患者中，杏仁核是失调的，这与BLA在调节啮齿动物社会行为中的作用一致，社会互动导致活动依赖的即时早期基因的诱导，而BLA的功能失活促进了社会互动，这表明BLA专门调节社会互动的厌恶方面。
实验目的
BLA中神经元的大规模集合的活动与动物在探索和防御行为中的参与有关，问题是，BLA是否仅仅反映了动物与环境的互动(独立于它与物体的相互作用)，还是它不同地编码了行为环境。作者假设，如果BLA参与了一种状态的调节，这种状态反映了动物所处的环境，并与适当的行为系统相关联，那么另一种动物的出现应该会对BLA代表探索行为的方式产生强烈的影响。
实验方案设计
为了捕捉自然的社交行为，作者建立了一个行为范式，在实验小鼠短期适应环境后，允许两只自由行为的小鼠在一个中性环境中互动8-9分钟。在直接从行为追踪过程中提取的参数(图1a)的基础上，作者检测到五种不同的社会行为：接近、发起互动、交互互动、逃避和攻击，以及冻结状态。冻结状态是由非社会线索和社会线索引起的(分别占总时间的1.6±0.3%和2.5±0.4%;配对t检验，t18 = 1.9, P = 0.06, n = 19只小鼠)。作者使用术语“中性行为”来指代小鼠不参与任何这些行为，但正在探索环境或自我梳理的时间，这导致了两个小鼠行为的连续表征(图1b)。小鼠最初表现出较高的冻结水平，然后迅速下降，然后在整个实验过程中保持在较低水平。小鼠在社交的前2分钟中花费了22.0±3.5%的时间进行互动，随后在社交的最后2分钟下降到了11.8±1.8%(图1d)。总的来说，小鼠表现出很少的攻击行为，社会互动通常是相互发起的，往复的或引发的回避行为(图1e)，这表明，自然的社交行为实验条件下，社交互动具有积极和消极的价值。
图1 自由行为社交探索中的BLA成像
作者使用Inscopix超微显微镜对BLA的神经元进行深脑成像，BLA的神经元使用GCaMP6f标记(图2e, f)；在成像过程中，没有影响小鼠的社交行为 (图2g)。通过Inscopix成像发现BLA的神经元在社交探索过程中表现出明显变化，并表现出高度多样的活动模式(图2)。
图2 动物社交行为时的Inscopix深部脑成像实验结果
BLA神经元的群体活动与社交探索的关系
在社会互动过程中(图3a)，单个神经元活动之间的绝对成对相关性普遍较低(0.1±0.004,n = 10只小鼠)；然而，在群体水平上，作者观察到相关的活动模式在整个过程中随着慢时间尺度的变化而变化，并被大型神经元系统所共享(图3b)。作者使用与距离测量的相关性进行了无监督的k-means聚类，将整个神经元群体划分为两个空间混合的集群，其独立于小鼠的行为。两个集群的平均活动显示出精确到秒的时间尺度上的，显著的相关活动模式(相关性为-0.76±0.04)(图3b)，小鼠的行为与这两个集群的相对活动之间具有很强的对应关系。其中一组显示在社交探索时期活动增加(包括接近、互动和回避行为；第二组在小鼠不参与社交探索行为的时期选择性地表现出更强的活动(称为“不参与社交探索”的集合)(图3b-e)。社交探索整体的激活既不是特定于发起互动的小鼠的身份(发起的互动与回报的互动)，也不是特定于互动的价值(攻击性与非攻击性的互动)(图3f)。这表明，社交探索整体的活动主要反映的不是效价，而是小鼠与它们的群体的参与。
图3 BLA集群编码的社交探索
社交探索时期的特定行为是否可能是BLA神经元激活的潜在驱动因素？
接下来，作者讨论了社交探索时期的特定运动是否可能是整体激活的潜在驱动因素。在两种组合高度相对激活的时期，小鼠的瞬时速度分布是相似的，社交探索组合对较低速度的偏差较小。因此，没有检测到瞬时速度和整体活动之间的相关性(10只小鼠中有8只)或相关性很弱。作者比较了两个集合激活时间之间的场地空间覆盖(通过空间占用图熵估计)，也没有显著差异。综上所述，社交探索整体的激活并不反映社交探索过程中运动的增加(或减少)。当作者将整个神经元群体划分为三个整体时，作者找不到关于效价或特定的社交探索行为的信息。此外，与抑制相关的活动在神经元总数中所占比例很大，这表明社交探索是由大的神经元集合编码的。
为了测试社交探索是否能从BLA的群体活动中准确解码出来，作者训练了一个线性解码器来区分社交探索和中性行为(图3g)。对数据进行训练和测试时解码器性能较高，对打乱或循环移位数据进行训练和测试时解码器性能下降(图3h)。
为了评估社交探索神经元表征的稳定性和特异性，在第一次社交探索后三天，小鼠被暴露在不同的特异环境中(图3i)。在第一次社交探索过程中检测到的集合在第二次社交探索过程中稳健地捕捉到了社交探索行为，这表明社交探索表征在不同的时间内是稳定的，并且不随刺激小鼠的身份而变化(图3j)。因此，当作者在第2个社交探索阶段直接定义集成时，大多数神经元在整个会话中有保持，而在两个社交探索阶段中簇成员不稳定的神经元与其集成平均活动的相关性更弱(图3k，4a-c)。
在单神经元水平上，31.0±4.0%的神经元被社交探索行为调节，并且同样分布在“社交探索”和“非社交探索”阶段的激活之间(4d, e)，与神经元的整体隶属度总体一致(4f)。在两个社交探索阶段中，单个神经元与社会行为的对应关系是稳定的(4g)。值得注意的是，一些被社交探索激活的神经元被特定行为不同地激活，这表明了在单神经元水平上对特定行为的更详细的特征(4h)。
图4 单神经元相关的社交行为社交探索和空间探索是否由相同的神经集群编码？
接下来，作者研究了社交探索和空间探索是否由相同的集群编码，这可能反映了小鼠更普遍的探索状态。作者比较了BLA在社交探索中和24h后在同一场所的空间探索期间的神经元群体活动，在空间探索期间，小鼠可以探索环境和一个静止的物体(图5a)。与之前的研究结果一致，空间探索期间的群体活动可以类似地用两个大的、逆相关的、慢动力学的整体来描述(相关性为-0.77±0.04)(图5b)，它们在不同的时间内是稳定的。其中的一群神经元，不仅在小鼠探索物体时，而且时探索整个环境(称之为“空间探索”组)期间表现出更强的活动能力；当小鼠没有进行任何探索行为(称之为“无空间探索”集合)时，另外一群神经元显示出选择性的活动增加(图5c)。由空间占用图熵量化的区域范围 (图5c)，当空间探索群体激活时，区域范围显著高于无空间探索集成激活时(图5d)。将自动行为描述与特定行为的手动评分相结合，作者发现，当空间探索群体处于活跃状态时，就会出现直立或与对象互动等探索性行为，而另一群神经元的活动与自我行为(如梳理和冻结)或非探索性行为有较高的相关性，与小鼠在环景中的位置无关。
与重复的空间或社交探索的稳定性相比，在空间和社交探索实验中，单个神经元活动和群体平均活动之间的相关性仅有微弱关系(图5e，f)，神经元同时成为空间探索和社交探索组合群体的概率与机会没有显著差异(图5e)。发现，在社交探索过程中检测到的高度预测社交探索行为的神经元集合与空间探索行为无关，反之亦然(图5g)。
图5 与条件相关的探索编码空间探索行为是否以及如何在神经元群体水平上进行编码？
在社交探索阶段，当小鼠不参与社交探索时，它们表现出了典型的与空间探索相关的行为(比如直立)。因此，问题就产生了：在同种物种存在的情况下，空间探索行为是否以及如何在神经元群体水平上进行编码。当小鼠不参与社交探索时，空间探索集群的激活与更大的环境覆盖范围不一致，这表明另一只小鼠的出现导致空间探索行为策略的改变(图5h, i)。空间探索集群的激活与小鼠直立相关，而非空间探索群体的激活与梳理相关(图5i)。然后，作者根据在空间探索阶段的集群活动情况，将神经元分为社会性和非社会性探索集合。在小鼠不参与社交探索的时期，只有属于非社交探索整体的亚群显示出更高的关系，这些亚种群表现出了一致的空间探索编码和自我中心行为，而与另一只小鼠的存在或不存在是无关的。
结论
综上所述，这些数据表明了神经元重新分配以整合不同行为环境的潜在逻辑，即BLA优先考虑社交线索。此外，研究结果表明，BLA以一种与价效无关的方式编码社交探索行为，通过两个大型的、功能不相关的、表现出慢动力学的集群。这一结果与之前的基于BLA的神经元的多效价编码的证据一致。逆相关整体的缓慢动态是特定于BLA，还是涉及调节注意力和学习的更大的脑神经网络的普遍特性，仍有待探索。
社交探索和空间探索行为在BLA中表现出显著的稳定性。基于之前的工作，无论是空间还是社交探索，会有同样的BLA组合编码。然而，研究结果表明，在一种探索行为中处于活跃状态的神经元的隶属度并不能预测其与另一种探索行为的关联。与这个概念相一致的是，非常相似的运动行为——比如接近一个物体或一个小鼠——由正交的神经元集合表示。
然而，一个与社交探索无关的神经元子集在行为情境(即同种个体的存在或缺失)中持续编码空间探索和自我行为。在另一只小鼠面前，同时属于空间和社交探索集合的神经元对空间探索行为不感兴趣，这一事实强烈表明，BLA神经元亚群对编码不同类型探索行为的集合具有显著依赖性和层次分配。
因为社交探索和空间探索的集合似乎是从BLA中相同的神经元群中随机抽取的，所以行为场境特异性可能是由明显的外部感觉线索或更高阶的场境特异性输入驱动的，至少在一定程度上是这样。因此，社会线索的显著性可以解释神经元对社会和空间探索集合的层次分配。通过局部抑制性微环路处理和解析这些输入，以及神经调节，可能有助于BLA整体的动态调节。
研究结果表明，在小鼠中，BLA作为一种低维、灵活并分层的分类器，编码动物的状态，如其作为外部世界的功能的探索行为的参与所定义。杏仁核——通过它与许多皮层的关联，以及皮层下区域和神经调节的目标的广泛连接——可以在更大的大脑系统中传播状态信号，从而协调和优先处理与环境相关的的感知、行动选择和学习的大脑活动。
参考文献
Maria Sol Fustinana, et al. State-dependent encoding of exploratory behaviour in the amygdala. Nature(2021)
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滔博生物TOP-Bright是一家集研发、生产、销售于一体的的高科技企业。我司专注于神经科学产品的研究且致力于向高校、科研机构等领域提供实验室一体化方案，业务范围遍布全国上百家实验室。公司主营产品均为享誉全球的国际品牌, 这些仪器设备都是科学研究所必备且不可替代的。
目前公司主营产品是享誉全球的国际一线领导品牌，主要有：Inscopix自由活动超微显微成像系统，Bruker多光子显微镜，功能神经外科电生理平台，动物行为系统（自身给药、条件恐惧、斯金纳、睡眠剥夺、经典迷宫等），PiezoSleep无创睡眠检测系统，NeuroNexus神经电极，电生理信号采集系统，膜片钳系统，双光子显微镜等。这些仪器设备都是科学研究所必备且不可替代的基础仪器之一。
成像平台：
1.Inscopix自由活动超微显微成像系统
2.Bruker双光子显微镜
3.Neurotar Mobile HomeCage 气浮笼
3.Neurotar Mobile HomeCage 气浮笼动物行为学平台：
1.PiezoSleep无创睡眠检测系统
2.自身给药、条件恐惧、斯金纳、睡眠剥夺、跑步机、各类经典迷宫等
神经电生理：
1.NeuroNexus神经电极
2.多通道电生理信号采集系统
3.膜片钳系统
科研/临床级3D打印：
1.德国envisionTEC 3D Bioplotter生物打印机
2.韩国Invivo医疗级生物打印机等
1.PiezoSleep无创睡眠检测系统
2.自身给药、条件恐惧、斯金纳、睡眠剥夺、跑步机、各类经典迷宫等
神经电生理：
1.NeuroNexus神经电极
2.多通道电生理信号采集系统
3.膜片钳系统
科研/临床级3D打印：
1.德国envisionTEC 3D Bioplotter生物打印机
2.韩国Invivo医疗级生物打印机等
