Sci Adv丨群鼠社交信息传，众鼠拾柴火焰高

脑声常谈

2025-01-06 08:40发布于上海科普领域创作者

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《动物行为实验指南》共674页，涵盖了常见的实验动物，如小鼠、大鼠和斑马鱼，详细描述了每一种行为测试的实验设计、测试设备、实验流程、评估指标、预期结果、常见问题及解决方法、数据分析、模型应用与局限性等各个方面。它通过快速引导，帮助研究人员高效地掌握实验的每个阶段，减少了查阅文献和寻找方法的时间，成为各类科研人员的重要参考资料。

《动物行为实验指南》共计收录了16种动物行为类型，包括焦虑抑郁、学习记忆、痛觉、运动、恐惧、社交、癫痫、操作、成瘾、视觉、痒觉、味觉、嗅觉、睡眠、斑马鱼行为以及常见动物模型等内容。每一类动物行为下，都详细介绍了多个经典的实验范式，涵盖了超过100种实验方法。

成为社会结构的一部分为个体提供了至关重要的社交学习机会，这对生存和繁殖是必不可少的。社交学习使个体能够从他人那里获取信息、模仿行为模式、了解社会规范，并习得解决复杂问题的方法。在人类和其他动物中，这种能力有助于适应环境变化，增强群体凝聚力，并提高个体的适应性。然而，在实验室条件下研究社会学习的神经机制仍颇具挑战。

基于此，2025年1月3日波兰科学院Ewelina Knapska研究团队在Science Advances杂志发表了“Information sharing within a social network is key to behavioral flexibility—Lessons from mice tested under seminaturalistic conditions”揭示了在社交网络内的信息共享是行为灵活性的关键。

为探究关于奖励的社会传递信息对个体行为的影响，作者采用了Eco-HAB系统，这是一种能在半自然条件下自动监测群居小鼠自发行为的系统。在这些环境中，雄性小鼠会自发形成社交网络，每个个体占据不同的位置。发现获得奖励的群体成员的气味，会影响同类在熟悉和陌生环境中寻找奖励的能力。这种气味的影响取决于动物在社交中的地位。此外，内侧前额叶皮质（PL）神经元可塑性的破坏会扰乱社交网络以及动物对与奖励相关的社交信息的兴趣；而急性PL抑制只会阻断后者。这种实验设计为研究社会学习的大脑机制提供了一种前沿方法。

图一存在蔗糖奖励的社会性嗅觉线索对小鼠有吸引力

为研究有关奖励可得性的社会信息如何影响个体行为，作者采用了Eco-HAB系统用于追踪在半自然条件下群居小鼠的社会行为与学习情况的自动化系统。Eco-HAB能够测量小鼠的自发行为，小鼠可按自身节奏做出反应，而且与传统测试相比，该系统能持续收集更长时间的数据。在第一轮实验中，小鼠在Eco-HAB环境中适应48至72小时后，将12只群居小鼠中的2只从群体中分离出来，并在接下来的24小时内放入单独的笼子。这两只被分离的小鼠提供了社会嗅觉信息源-浸有它们尿液和粪便的垫料，随后这些垫料被放置在仍居住在Eco-HAB中的其他小鼠群体所在区域。这两种气味源被放置在领地内两个相距较远且相对的空间中，持续12小时。为避免气味混合，嗅觉刺激物被放置在有孔隔板后，这样小鼠就无法接触到垫料，只能获取嗅觉线索。同一组小鼠在熟悉环境中接受两轮实验流程。在第一轮对照测试中，两只被分离的小鼠单独饲养时都只能接触到自来水（饮水示范鼠，WDD）。在第二轮中，还是这两只小鼠被分离，但这次其中一只可以接触到10%蔗糖溶液（饮蔗糖示范鼠，SDD），而另一只依旧饮用自来水。发现在熟悉环境中，小鼠会通过调整自身行为，对来自获得奖励小鼠的社会线索做出反应。首先，与来自饮用自来水小鼠的气味相比，它们对接触过10%蔗糖溶液小鼠的垫料（来自SDD的社会线索）表现出浓厚兴趣。小鼠的总体探索活动并未改变，这表明嗅觉信息影响的是社会行为，而非一般的探索行为。

图二高脂肪奖励的社会性嗅觉线索会吸引小鼠但不会改变社交互动模式

为了测试无论奖励类型如何，小鼠是否都会对接触到诱人因素的熟悉同类的社交气味产生兴趣，并且确保所观察到的行为变化并非仅仅是因为动物对社交气味中的蔗糖代谢物做出反应，作者进行了以下实验。首先相同方案进行测试，但这一次，社交气味来自一只饮用了美味但不含糖的高脂肪饮品的小鼠。小鼠要经历两轮实验流程，在对照测试轮中，被分离的小鼠只能获取自来水（饮水示范鼠，WDD）。在实验轮中，一只小鼠饮用10%的液态切达干酪溶液（饮干酪示范鼠，CDD），而另一只小鼠饮用自来水。与表明有含糖奖励的社交线索情况类似，与对照组相比，小鼠对来自CDD的垫料表现出更浓厚的兴趣。同时，在不同条件下，它们的探索活动并没有变化。然而，接触来自饮用高脂肪饮品同类的社交线索不足以引发社交网络的改变。在领地中呈现社交线索后，无论是在对照（WDD）还是实验（CDD）条件下，追逐行为的分布都没有改变。

图三社会嗅觉信息有助于在新环境中导航

为探究来自获得奖励小鼠的嗅觉信息是否有助于在全新、陌生的环境中找到资源，作者对转移到新Eco-HAB系统的小鼠进行了测试。该新系统此前由两只熟悉的小鼠（侦察鼠）居住，它们在整个区域留下了社交嗅觉线索。这些社交线索由两类小鼠留下：一类是在新Eco-HAB系统两个相对隔间都只接触到水的小鼠；另一类是在其中一个隔间接触10%蔗糖溶液，在另一个隔间接触水的小鼠。在将来自其他Eco-HAB系统的受试小鼠引入测试环境之前，侦察鼠喝过的瓶子被换上装有水的新瓶子。SDD-溶媒组的小鼠对放置在侦察鼠此前获得奖励位置的瓶子表现出偏好，而它们的探索活动保持不变。在另一组小鼠中进行的重复实验证实了这些结果。此外，与对照条件相比，小鼠在接触到表明环境中有奖励的社交线索时，追逐行为会发生变化。PL神经元可塑性因TIMP-1受损的小鼠在所有测试行为中均表现出缺陷。所有组别的小鼠都呈现出明显的等级化社交结构。然而，与未处理组相比，TIMP-1处理的动物对其社交网络构成的贡献出现紊乱。这些数据强调，在更具挑战性的新环境条件下，PL神经元可塑性的缺陷不仅会影响社交行为，还会影响探索活动。

总结

文章通过在半自然条件下对小鼠的研究，探讨社交网络中信息共享与行为灵活性的关系。通过一系列实验设计，研究人员发现了小鼠如何利用社会性嗅觉线索来学习和适应新环境。研究表明，小鼠不仅能够识别与奖励相关的气味，而且还能通过熟悉的同类留下的气味线索找到奖励资源。这种行为模式反映了社会信息传递的重要性，特别是在新环境中缺乏直接经验的情况下。研究还指出，人类也有类似的倾向，即倾向于模仿或偏好群体中其他成员的行为或选择。这项研究提供了一种新颖的方法来探讨社交学习的机制及其背后的神经生物学原理。

文章来源

10.1126/sciadv.adm7255

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