PNAS： 詹阳团队解密“社交脑”：腹侧海马与前额叶皮层如何分工处理社交信息
来源：iNature 2025-12-25 16:39
作者的研究结果揭示了在社会信息处理过程中，vHPC与mPFC的神经元群体及伽马振荡具有不同的参与模式。
社会信息处理涉及分布式脑回路间的协调神经活动，其中腹侧海马（vHPC）与内侧前额叶皮质（mPFC）发挥着关键作用。然而，这些脑区是否针对不同社会刺激采用不同的编码策略尚不明确。
2025年12月10日，中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所/深港脑科学创新研究院詹阳研究员团队在PNAS 在线发表题为Distinct neural dynamics in the ventral hippocampus and medial prefrontal cortex during social information processing的研究论文。该研究发现尽管这两个脑区均对社会线索产生反应，但它们采用了不同的神经编码机制。
在社会互动过程中，mPFC主要募集高伽马振荡，其振幅受theta振荡相位调制；而vHPC则主要依赖于与theta节律相位锁定的低伽马活动。信息论与机器学习分析表明，mPFC的神经群体比vHPC的神经群体更稳健地编码社会信息。此外，与仅使用锋电位活动的模型相比，将锋电位活动与局部场电位振荡相结合可提高解码准确性。神经流形分析显示，mPFC的信噪角大于vHPC，表明mPFC具有更区分性且更稳定的社会信息表征。
作者的研究结果揭示了在社会信息处理过程中，vHPC与mPFC的神经元群体及伽马振荡具有不同的参与模式。
编码社会相关信息的能力对于社会性物种识别和区分个体至关重要。该信息不仅有助于区分不同个体，还能促进关系形成和重要信息的交换。这一过程依赖于负责处理身份信息的特定脑区。腹侧海马（vHPC）和内侧前额叶皮质（mPFC）是调控社会行为的两个重要脑结构。尽管多数研究集中于干扰vHPC或mPFC的神经活动，或其连接环路，以探究神经操控与行为变化之间的关系，但神经群体如何依赖群体反应和振荡模式编码社会信息以区分不同社会刺激的机制仍不甚明了。
先前研究表明，vHPC神经元在社会识别记忆中发挥关键作用。vHPC的多个输出通路，包括投射至伏隔核和外侧隔核的通路，均参与此功能。抑制这些通路会导致社会识别行为受损，提示vHPC中编码的个体特异性信息可能通过这些投射传递以支持社会信息处理。
同时，mPFC表现出编码多种社会信息的能力，例如不同小鼠的气味线索、对不同小鼠目标的社会趋近行为以及群体成员间的互动行为。mPFC向多个脑区发出投射，包括伏隔核、丘脑和杏仁核。这些投射功能的完整性对社会识别行为至关重要。在vHPC和mPFC中观察到的神经元活动模式及其各自的下游环路，凸显了这两个脑区在表征社会刺激不同方面的重要性。然而，在群体水平上，这两个区域如何差异化地编码社会信息在很大程度上仍属未知。
vHPC和mPFC的差分振荡（图片源自PNAS ）
在本研究中，作者在社会互动任务期间记录了vHPC和mPFC的单单元活动与局部场电位（LFPs）。随后，作者利用神经群体活动进行了解码分析。虽然基于单单元活动的解码更为常用，但作者也从通过并行有线与无线记录系统记录的多个频段中提取了一系列振荡性LFP特征，以探究这两个脑区的编码能力与差异化表征。作者的结果显示，vHPC和mPFC均存在伽马频段特异性处理，且低伽马与高伽马活动在各脑区中的参与程度不同。
此外，作者对群体向量应用了几何分析，并识别了社会信息在两个区域间表征方式的差异。这些群体水平和振荡模式凸显了vHPC和mPFC进行社会信息处理的关键策略，支持了它们不同的编码机制。这些脑区的功能失调或神经编码适应不良可能导致社会行为缺陷。
原文链接：
https://doi.org/10.1073/pnas.2516279122
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