«Данные должны были кричать на нас какое-то время, прежде чем мы поняли, что на самом деле происходит», — сказал Виттен, доцент кафедры психологии Принстонского института нейробиологии (PNI). «Я думаю, что это довольно интересно, потому что это другой способ думать о том, как префронтальная кора способствует социальному поведению». Кроме того, по ее словам, данные предлагают новые способы лечения расстройств, связанных с дефицитом социального поведения, от аутизма до шизофрении или слабоумия.«Это исследование может помочь нам лучше понять аутизм», — сказала Малавика Муруган, научный сотрудник PNI и ведущий автор в своей статье от 14 декабря в журнале Cell.
Большинство предыдущих исследований социального поведения было сосредоточено на мозговых цепях для фиксированного поведения, такого как агрессия, секс или материнство. Нахождение нейронного субстрата для социального обучения дает новый взгляд на социальное поведение, которое может иметь отношение к таким расстройствам, как аутизм, которые, как считается, связаны с аномалиями в тех же цепях мозга, которые изучались в этой работе.В будущем исследователи будут заинтересованы в изучении того, как нейронные субстраты социального и пространственного обучения различаются в мышиных моделях аутизма. Это может пролить свет на вопрос о том, является ли аутизм результатом физических причин или недостатком социального обучения.
«Довольно интересно видеть механизм, который поддерживает простую форму изучения чего-то столь же крутого, как социальное поведение», — сказал Виттен. «Обучение — это процесс изменения. Обучение означает, что схема может меняться со временем … что может быть больше надежды найти поведенческие или другие типы вмешательств».В своих экспериментах Виттен и ее команда дали двум мышам возможность пообщаться в клетке, которая ограничивала подвижность одной из мышей («социальная цель»), поэтому подопытная мышь могла выбирать, идти к цели или нет. дружелюбное поведение, такое как обнюхивание и уход. Позже тестовая мышь была повторно помещена в тестовую клетку.
Когда исследователи использовали оптогенетику, биологический метод, который включает использование света для управления нейронами, чтобы подавить ключевой социально-пространственный путь, который они определили в мозге, подопытная мышь свободно бродила по пространству. Когда они не подавляли эту схему, тестовая мышь предпочитала проводить время, вспоминая общение с другой мышью.Другими словами, тестовая мышь узнала, где было весело провести время, и решила вернуться.
Виттен отметил, что люди все время участвуют в такого рода социально-пространственных ассоциациях, будь то посещение самого популярного нового клуба или возвращение в торговый центр, кафе, парк или другое место, где мы хорошо проводим время с друзьями. Когда «крутые ребята» превращают скучное место в интересное место для общения, это реальный пример того, что Виттен наблюдала со своими мышами: «Социальная цель может изменить ценность места», — сказала она.По словам Виттена, люди, как и мыши, тратят большую часть времени на социальные взаимодействия.
«Социальные взаимодействия — одни из самых полезных взаимодействий между млекопитающими», — сказала она. «Они управляют всевозможными формами обучения, самые простые из которых мы нашли здесь: пространственное обучение, контекстное обучение».Виттен и ее исследовательская группа провели оптогенетические эксперименты с мышами, чтобы точно определить, какие цепи мозга участвуют в социально-пространственном обучении. Предыдущее исследование показало, что прелимбическая кора, часть префронтальной коры, имеет три «нисходящих» канала, ведущих в прилежащее ядро, миндалевидное тело и вентральную покрытую область. Команда Виттена определила, что только путь между префронтальной корой и прилежащим ядром связан с наблюдаемым ими социально-пространственным обучением.
По словам Виттена, некоторые ключевые открытия были сделаны студентами-исследователями, которые составляют четверо из 13 соавторов статьи: Варун Бхаве, выпуск 2019 года; HeeJae Jang, выпуск 2017 года; Мишель Парк, выпуск 2016 года; и Джош Талиаферро, выпускник 2015 года.«Илана действительно заботится и уделяет время наставничеству студентов, независимо от их академического образования», — сказал Янг.Джанг, которая занималась физикой, пришла в лабораторию Виттена на первом курсе. «В то время я не посещала ни одного урока нейробиологии, но Илана очень щедро дала мне возможность», — сказала она.
Джанг защитила кандидатскую диссертацию вместе с Виттеном, и после двух лет ночей и выходных в лаборатории она решила продолжить работу в качестве специалиста-исследователя в лаборатории Виттена после окончания учебы, пока она готовится к медицинской школе. «Я настоятельно рекомендую лабораторию Виттена студентам и старшим авторам диссертаций», — сказал Янг.