科学家们首次解构了协调小鼠养育行为的大脑回路。

由霍华德·休斯医学研究所研究员凯瑟琳·杜拉克(Catherine Dulac)领导的研究小组发现，大脑的20多个不同部分已整合到该电路中。杜拉克研究小组于2018年4月11日在《自然》杂志上报告说，在父母控制中心内不同的细胞集合会触发与幼小的动物培育有关的动机，行为和荷尔蒙变化。

哈佛大学神经生物学家杜拉克(Dulac)说：“在这种理解水平上，没有人如此详细地剖析过对任何复杂的社会行为的控制。”

尚不清楚人类和其他动物是否共享小鼠中识别的父母的大脑回路。但是杜拉克(Dulac)指出，已经发现能控制小鼠其他基本行为的神经元确实存在于其他脊椎动物中。她说，有一天可以弄清楚大脑如何控制父母的养育方式，这有助于研究人员设计出一些方法来帮助母亲在产后抑郁症时与婴儿建立联系。

杜拉克对控制父母的大脑回路感到好奇，这不仅是因为它们必须协调许多不同的活动，而且还因为男性和女性之间存在关键区别。

雌性小鼠无论是否有幼崽，都表现出母性行为。除非最近交配，否则雄性老鼠不会有这种育儿本能。它们对幼鼠的惯常行为是攻击性，但在交配三周后(即可能的后代出生的时间)，情况会发生变化。杜拉克说：“雄性失去了对幼崽的攻击性，其行为与雌性完全一样。”

这些老鼠花时间建造巢穴，挤在幼崽附近，修饰它们并保持它们靠近。他们对与成年动物互动的兴趣降低了，对与幼犬互动的兴趣变得更大了。激素水平也会改变。杜拉克说：“我们将父母的照顾归为一类，实际上意味着很多事情都会改变。”“大脑中许多神经回路都被改变了。”

几年前，杜拉克(Dulac)和她的团队在大脑的一部分称为视前内侧区域发现了一组神经元，这些神经元协调了这些广泛的变化。在当前的研究中，研究小组追踪了与这些育儿控制细胞之间的联系，所有这些都产生了称为甘丙肽的信号传导分子。他们的地图显示，育儿中心从20个不同的大脑区域接收信号，并将信息传递给尽可能多的大脑。杜拉克说，每个产生甘丙肽的神经元仅投射到这些大脑区域之一，这表明细胞的亚群控制着不同的功能。

为了解开这些角色，研究小组与杜拉克实验室的博士后研究员约翰内斯·科尔(Johannes Kohl)一起使用了基于光的工具来操纵不同细胞组的活动。一组从育儿中心投射到大脑运动前中脑区域内的区域，称为导水管周围灰色。杜拉克说：“那些神经元专用于控制父母的运动。”当研究小组激活了这些神经元后，小鼠增强了对幼崽的梳理，甚至是处女雄性，它们通常没有这种本能。关闭相同的神经元会减少雄性和雌性的幼崽修饰。

另一组甘丙肽神经元将信号发送到腹侧被盖区，这是大脑奖励中心的关键组成部分。激活这些神经元会极大地增加动物与幼犬互动的动力。当研究小组打开这些细胞时，雄性和雌性小鼠均会缩放放置在其笼子中的塑料屏障，以到达另一侧的幼崽。然而，激活这些细胞对动物的养育行为没有影响。这是在处女雄性小鼠的实验中最清楚的发现，它只为攻击幼崽而越过障碍。