在生物界，判斷性別是一種本能的社會行為，對於種群繁衍至關重要。動物往往通過整合感覺信息，先判斷同物種個體的性別，進一步表現應對行為。比如公孔雀看到雌孔雀，會張開自己美麗的羽毛，展現自己的「魅力」，而對公孔雀可能就會有攻擊行為。那麼，動物感知性別進而採取相應行為背後的神經機制是怎樣的呢？中國科學家的一項研究成果揭開了謎底。
中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心、上海腦科學與類腦研究中心、神經科學國家重點實驗室許曉鴻研究員團隊利用鈣信號記錄、化學遺傳操縱及腦片電生理等技術，解析了下丘腦腹側乳頭體前核通過整合嗅覺信息，特異性地編碼同物種雄性信息，進而調控小鼠攻擊行為的細胞及神經環路機制。相關成果北京時間2020年9月21日在線發表於《神經元》。
人類有彩色的視覺感知（三色視覺），判斷異性多依賴於視覺。「而除了人和非人靈長類之外的多數的哺乳類動物，嗅覺都比視覺更發達。夜間出來活動的鼠類，更是如此。」 許曉鴻告訴記者，「我們比較熟悉的動物，如狗和貓的嗅覺非常發達，主要靠嗅覺辨別同類個體性別。而動物界雌雄差異主要在於激素差異，這種差異直接影響尿液中的成分，因此通過尿液可以很準確地判斷其他個體的性別。」
「對小鼠而言，當雌雄個體不存在顯著的第二性徵差異的時候，靠尿液的判斷異性更準確。」許曉鴻說。
以往的研究發現，小鼠對於同物種的性別判斷主要依賴於嗅覺信息，下丘腦內特定核團驅動攻擊行為和求偶行為的發生。但這些核團在生理條件下如何整合來自嗅覺系統的性別信息，並指導行為發生的神經機制尚不明確。
為了進一步了解相關神經機制，許曉鴻團隊展開了一系列實驗。
首先，利用鈣信號記錄系統，研究人員發現腹側乳頭體前核表達多巴胺轉運體的神經細胞（PMvDAT）在小鼠嗅聞成年雄鼠尿液時反應強烈，而對於「去勢」雄鼠、雌鼠、幼鼠以及大鼠的尿液則反應很小。
「『去勢』就是通過手術，將成年雄鼠的睪丸摘除，於是雄鼠的雄激素水平也下降到基本為零。」 許曉鴻解釋。
研究發現，當利用藥理遺傳學方法抑制神經細胞（PMvDAT）時，雄性小鼠對於雄鼠尿液的辨識能力相應減弱、對於雄性入侵者的攻擊行為也顯著下降；而激活這群PMvDAT細胞，雄性小鼠則增加了對同性的攻擊。
通過進一步利用陽離子通道（Trpc2）基因敲除小鼠，破壞犁鼻器的嗅覺信號傳遞，研究人員發現這類基因敲除的雄性小鼠的神經細胞（PMvDAT）對於雄性小鼠尿液的反應顯著降低。「這證明了神經細胞（PMvDAT）整合來自犁鼻器的嗅覺信息。」
利用病毒示蹤、鈣信號記錄和藥理遺傳學方法，研究人員發現並證實來自犁鼻器的雄性小鼠尿液信號通過腹側終紋床核傳遞到神經細胞（PMvDAT）。
系列研究表明，神經細胞（PMvDAT）特異性地編碼同類雄性信息，並進一步指導行為的發生。
專家認為，該研究解析了雄性動物相關信息傳輸至下丘腦並引起攻擊行為的細胞和環路機制，為進一步研究性別特異性嗅覺信息處理、性別特異性行為的調控以及性別感知和意識的神經基礎奠定了堅實的基礎。（何靜）
相關論文信息：https://www.cell.com/neuron/fulltext/S0896-6273(20)30656-5