大脑是人体中最复杂的器官，它能将各种感觉信息转换为不同的神经信号进而调控人体行为，这一反应机制与大脑的内部状态有关，并且受以往经验的调节。
以往的社会经验包括性经验，会引起社会行为相关的神经回路持续发生变化，进而对其行为决策产生长期影响，但导致这种变化的神经编码尚不清楚。
在射精成功交配后，很多物种会迅速表现出对交配倾向的抑制，持续数小时、数天或更长时间，这种效应称为性饱腹感。这种抑制不仅对于避免过度冒险或耗费精力寻找新的性伴侣至关重要，而且对于提高受精率也必不可少。但对于这种依赖于经验的变化如何在神经回路中表现以及如何对行为决策产生长期影响，目前知之甚少。
近日，北京脑科学与类脑研究中心的李莹实验室在Science上发表了一篇题为“Hyperexcited limbic neurons represent sexual satiety and reduce mating motivation”的研究论文。通过研究，工作人员在小鼠大脑边缘系统的终纹床核中发现了可以持续编码过往性经验的神经环路，阐明了性经验如何影响两性动物的交配动机，为理解大脑如何编码动机状态并影响本能行为抉择提供了全新的解释。
图1 研究成果（图源：[1]）
在小鼠中，雄性和雌性成功交配之后会失去交配兴趣，即达到性饱腹感。那么是什么导致小鼠达到性饱腹感的呢？经过对比研究，研究人员发现射精是驱动两性进入性饱足状态的关键事件。
图2 射精驱动小鼠进入性饱足期（图源：[1]）
使用荧光原位杂交方法，研究人员观察到与没有射精的雄性小鼠相比，射精的雄性小鼠终纹床核（BNST）中Fos+神经元数量变化最大。因此，他们试图检查BNST中射精激活神经元的遗传身份，以及它们是否编码性经验依赖性变化并长期调节行为决策。
使用多重FISH，研究人员确定射精事件选择性激活了BNST中表达Esr2的神经元BNSTEsr2，BNSTEsr2神经元在雄性小鼠射精以及雌性小鼠感受到射精时被强烈激活，在交配的其他阶段没有明显反应。与之相反，BNSTSt18主要在其他交配过程被激活，在射精时没有明显反应。
图3 射精选择性激活BNSTEsr2（图源：[1]）
交配的两性分开后，射精诱导的BNSTEsr2在两性中显著降低，但有些个体神经元在射精后30分钟内仍能表现出较高的自发活动。这些结果表明，射精激活的BNSTEsr2的一个子集可能编码成功交配后内部状态的持续变化。
研究人员进一步对比研究，以确认BNSTEsr2是否编码小鼠的性饱足状态。允许社交隔离的雄性小鼠在发情期间与雌性入侵者互动，然后在24小时后与一只新的发情期雌性小鼠再次进行测试。结果发现，达到性饱足的雄性小鼠表现出大幅度和高频的自发Ca2+活动，并且这种现象可以在整个性饱足期持续数天，当雄性小鼠恢复交配能力后，其自发Ca2+活动就会恢复到基线水平，并在再次交配且达到性饱足后重新升高。
同样的，在达到性饱足状态的雌性小鼠中，不管受精状态如何，其自发Ca2+瞬变的幅度和频率也会增加，这种增加通常持续整个假孕期、孕期和哺乳期。
在达到性饱足状态的小鼠中，利用化学遗传方法抑制BNSTEsr2神经元活动，发现可以在30分钟内恢复其交配行为。为了进一步确认BNSTEsr2神经元对小鼠交配动机的作用，研究人员在雄性小鼠中表达了具有超高光敏感性的视蛋白（SOUL）并进行了经颅光刺激以在不同交配阶段非侵入性地激活BNSTEsr2。结果发现，在嗅探阶段而不是交配开始以后激活BNSTEsr2神经元可以抑制雄性小鼠交配行为的开始，这表明激活雄性小鼠BNSTEsr2神经元会降低其交配动机。
综上，该项研究结果在过往性经验如何引起大脑内部状态变化这一问题上取得了重大发现。不管是在射精期间、射精后不久还是在性饱足期间被激活，BNSTEsr2在两性中通常都可能代表性饱足状态，并在成功交配后降低内部交配动机方面发挥特殊作用。
此外，研究还发现，在两性中激活BNSTEsr2可导致其兴奋性和放电阈值的长期改变，这在雄性而非雌性小鼠中部分由HCN通道选择性介导。这一发现可能会扩展到对其他形式的社会行为和认知功能持续变化的理解。
参考资料：
[1]Zhou X, Li A, Mi X, et al. Hyperexcited limbic neurons represent sexual satiety and reduce mating motivation. Science. 2023 Feb 9:eabl4038. doi: 10.1126/science.abl4038. Epub ahead of print. PMID: 36758107.
