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生命学院neuSCAN团队在《eLife》发表研究成果
文:陈元术 姚树霞 Keith Kendrick 图:陈元术 来源:生命学院 时间:2023-06-16 18616

  近日,生命科学与技术学院neuSCAN团队在生物学国际著名刊物《eLife》发表题为“Oxytocin administration enhances pleasantness and neural responses to gentle stroking but not moderate pressure social touch by increasing peripheral concentrations”的研究成果。团队博士研究生陈元术为论文第一作者,Keith Kendrick教授和姚树霞副研究员为论文共同通讯作者,生命科学与技术学院为论文第一署名单位。

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  “一次触摸胜过千言万语”,可见,除去言语可以表达和传递信息和情感外,触摸也是一种重要的人际互动载体,具有显著的社会性情感特征。在日常生活中,触摸通常被认为是一种积极的情感刺激,能让人感到愉悦,因而常被归类于社会性奖赏加工的范畴。触摸的社会性情感特征,主要源自于对C-touch (CT) 这一类特殊的传入神经纤维的激活。CT纤维分布非常特别,只存在于面孔或者有毛发的皮肤区域,且只有对个体轻柔缓慢的抚摸动作才会激活它们,而我们不难发现,这样的轻柔触摸常常发生于日常亲密的人际互动中,是一种让人感到愉悦的体验。研究发现,CT纤维的激活与个体对触摸的愉悦度感受直接相关,并且针对CT纤维的触摸(CT纤维靶向触摸)往往会激活脑岛,并伴随着奖赏和社会意识加工的脑区活动,特别是眶额皮层和后侧上颞叶。

  神经肽催产素(Oxytocin-OT)冠之以“爱情荷尔蒙”、“拥抱荷尔蒙”的标签,被诸多研究证明可以促进人际交往并改善亲密关系,这与社会性触摸对人际互动的积极效应有着很大的相似之处,且研究发现OT在神经层面最稳定的调节作用就包括对与凸显加工(如脑岛和前额叶)和奖赏加工(眶额脑区)相关的调节。更重要的是,社会性触摸也被证实能够促进内源性OT的释放,比如增强血液和唾液中的OT浓度。并且,研究还发现鼻喷OT可以增强个体社会性触摸加工的行为和神经反应,但这些研究始终未能明确OT这种对于触摸加工的功能效应主要是源于对CT纤维的激活还是对非CT纤维受体的激活。

新闻图片2_研究流程概述(A)和近红外光极点(B)及通道(C)的布局示意图.jpg

研究流程概述(A)和近红外光极点(B)、通道(C)的布局示意图

  另一方面,已有的相关研究均只采用了鼻喷给药的方式,鼻喷OT一方面可以通过三叉神经和嗅觉神经直接进行大脑,但同时还可以通过鼻内血管以及流入口腔后的口腔内血管的吸收进入外周血液循环系统增强血液中的OT浓度,进而通过与RAGE结合间接进入大脑。另外,心脏和胃肠道系统也广泛分布了OT受体,因而通过刺激迷走神经也能影响脑区和行为反应。而具体到社会性触摸这一情景,最近一些文章指出OT还可能通过影响皮肤角质形成细胞的催产素受体对触摸加工产生效应。可见,就现阶段而言,OT调节个体触摸加工的功能效应是如何产生的还尚不清楚。

  基于上述背景,本研究结合外周血液OT浓度测量、行为评分、大脑皮层活动(近红外光谱成像)和电生理活动记录(包括心电和皮肤电)等多种测量手段,首先探究了OT 对社会性触摸的调节效应到底是源于对CT纤维的靶向刺激还是对非CT纤维的靶向刺激(不带抚摸的压力按摩)。其次,口服OT(舌面喷药)相比鼻喷OT而言,只能通过外周路径产生作用,而不能直接进入大脑,那么对比相同剂量的鼻喷OT和口服OT的效应则可以帮助我们揭示外周路径对于OT效应的贡献。研究发现,鼻喷和口服OT均只显著增强了个体对CT纤维靶向触摸的愉悦感评分和相应的内侧眶额皮层和后侧上颞叶的脑区活动,证实了CT纤维而不是其他类型的纤维受体在其中的重要性。同时,鼻喷和口服OT均显著增强了在用药30分钟后以及两种类型触摸刺激后的血液浓度变化,后续中介效应分析进一步发现了口服和鼻喷OT对于轻柔触摸的行为效应主要是通过血液中增强的OT浓度变化而调节的。而对触摸的唤醒度、力度方面的评定以及电生理活动分析并没有发现显著的药剂效应,这一结果表明,OT通过刺激迷走神经调控大脑功能的作用路径对于调控社会性触摸加工效应的贡献并不显著。综上所述,研究结果发现的口服和鼻喷OT在加工CT纤维靶向的社会性触摸中具有类似效应,并且中介效应分析结果表明OT主要是通过血液中的OT浓度变化对触摸加工产生调节效应,这些结果一致说明OT主要通过外周路径而不是直接进入大脑的方式选择性增强了CT纤维靶向的社会性触摸加工的愉悦反应。考虑到社会性触摸对于社会互动的促进作用很有可能是通过OT系统调节的已有发现,本研究所揭示的OT对社会性触摸愉悦度的促进机制对于将OT应用于自闭症等对社会性触摸具有异常反应的精神疾病群体具有十分重要的临床启发意义。

  eLife 创刊于2012年,由eLife Sciences Publications出版商出版,创刊主编为2013年诺贝尔生理学或医学奖得主兰迪·谢克曼(Randy Schekman)。eLife 在生命科学和生物医学科学的所有领域发表具有高科学标准和重要性的作品,在生物医学界具有很高的地位。eLife系中科院生物学大类1区TOP期刊,最新影响因子为8.713。

  作者介绍:

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  陈元术,博士四年级研究生,本科就读于西南大学应用心理学专业,本科毕业后保送我校生命科学与技术学院继续攻读硕士、博士学位。近年来,对基于脑成像的社会性奖赏加工开展了较为系统的研究,参与发表SCI论文15篇,其中以第一作者在eLife,European Neuropsychopharmacology,Progress in Neuro-psychopharmacology and Biological Psychiatry等期刊发表SCI论文4篇。参与1项教育部人文社科和1项四川省自然科学基金项目。

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  姚树霞,生命科学与技术学院、神经信息教育部重点实验室副研究员,硕士生导师,美国哥伦比亚大学联合培养博士。研究方向:1. 人类社会行为与情绪加工的神经机制,主要包括公平觉知、利他等社会决策过程以及恐惧/焦虑、防御反应的神经机制;2. 无创脑功能干预手段如催产素以及rt-fMRI神经反馈对社会行为与情绪的调控作用及机制;3. 精神疾病如自闭症、焦虑与抑郁社会认知与情绪功能紊乱的神经机制以及上述无创干预手段在其中的应用潜力。现已在Molecular Psychiatry,Neuropsychopharmacology, Neuroimage, Cortex, Autism Research等期刊发表SCI论文70余篇;主持国家自然科学基金、教育部人文社科项目、四川省自科等项目多项。担任包括Neuropsychopharmacology, Transactions on Affective Computing, Cerebral Cortex, Human Brain Mapping, SCAN等期刊的论文评审;担任中国认知科学学会社会认知科学分会理事;担任自然科学基金、Medical Research Council (UKRI) 等多个基金的评审专家。

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  Keith Kendrick,生命科学与技术学院、神经信息教育部重点实验室教授,博士生导师,全球前2%顶尖科学家,中国政府友谊奖获得者,国家领军人才,四川省金顶奖获得者,四川省学术和技术带头人。在国际刊物发表高质量学术论文300余篇(包括来华后140余篇),论文引用次数总计逾2万次,H指数80,60余篇单篇论文引用超过100次,最高单篇引用958次(谷歌学术),连续九年入选“Elsevier中国高被引学者”榜单(2014年至今),开通网上公开课程30余节,参与出版书籍30余本,拥有专利两项,多项研究成果在英国广播公司电视节目和系列纪录片中发布。

  论文链接:https://doi.org/10.7554/eLife.85847


编辑:张闻起  / 审核:李果  / 发布:陈伟

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