近日，西安交通大学王昌河教授领衔的研究团队在《科学》杂志发表了一篇关于小鼠社交性别偏好的研究论文。研究从神经科学的角度解析了小鼠选择社交对象时的性别偏好，发现无论是雌鼠还是雄鼠，在非发情期正常情况下更倾向于和雌性交朋友，但这种偏好并非一成不变，当面临环境压力或生存威胁时，会改变社交偏好。研究还揭示了背后的神经决策机制，涉及中脑腹侧被盖区的多巴胺能神经元等。这一研究为人们理解雌雄个体在情感与行为上的差异提供了新视角。
哺乳动物具有社交本能，正确的社交决策对个体和种群的生存至关重要。本研究旨在理解小鼠如何选择社交对象，特别是性别偏好背后的神经机制。
研究人员通过设计“三箱社交实验”发现，非发情期的成年雄鼠与雌鼠都更爱和雌性互动。但当施加压力（如添加气味物质三甲基噻唑啉）或生存威胁信号时，小鼠的行为偏好会发生变化，更倾向于和雄性社交。
结合多种技术手段深入探索小鼠大脑内部，研究人员发现中脑腹侧被盖区的多巴胺能神经元可能是社交性别偏好的决策中心。该神经元的活性变化与小鼠社交偏好的转变密切相关。
这一开创性的研究为人们理解雌雄个体在情感与行为上的差异提供了全新视角，也为进一步研究其他哺乳动物的社交行为提供参考。
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▎药明康德内容团队编辑
交朋友，你倾向于找同性还是异性？
日前，西安交通大学王昌河教授领衔的研究团队在顶尖学术期刊《科学》发表论文，对这个问题做了深入而有趣的探讨。研究者从神经科学的角度解析了小鼠选择社交对象时的性别偏好。
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小鼠和我们同为哺乳动物，同样与生俱来地喜爱社交。这项研究首次证实，非发情期的成年小鼠在正常生理条件下，无论雌鼠还是雄鼠，都更喜欢和雌性交朋友；但这种偏好不是一成不变的，当环境压力很大、面临生存威胁时，无论雌鼠还是雄鼠，都会变得更喜欢和雄性社交。在论文中，研究人员进一步破解了这种社交性别偏好的神经决策机制。
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图片来源：研究团队提供
作者介绍，社交活动是哺乳动物的一种本能行为，对于个体和种群的生存、繁衍和延续都至关重要。对于个体来说，灵活地做出正确的社交决策，才能实现自身利益的最大化。比如，与异性个体的社交可能带来潜在的配偶，而与同性的互动在情感支持、协同合作等方面可能发挥更关键的作用。
为了考察和理解小鼠如何选择社交对象，研究人员设计了一组“三箱社交实验”：场地的一侧隔间里有雌性小鼠，另一侧隔间内是雄性小鼠，待考察的小鼠进入与两侧连通的房间时，可自由选择去任意一侧互动。根据它们逗留在不同隔间的时间以及对隔间垫料的喜爱程度，可以看出非发情期的成年雄鼠与雌鼠都更爱和雌性互动。
但是，当研究人员在同样的场地中添加了一种气味物质三甲基噻唑啉（TMT）时，小鼠的行为偏好发生了变化。这种气味物质是狐狸尿液的主要成分，可以模拟小鼠天敌的存在，让小鼠“闻到”危险。在这种情况下，小鼠与雄性的互动时间比例从原来的1/3增加到了超过1/2（56%），也就是由雌性社交偏好转变为雄性社交偏好。
除了从嗅觉上给小鼠施加压力外，研究人员还分别测试了由视觉或听觉介导的生存威胁信号。实验结果同样显示，无论雌鼠还是雄鼠，在感受到环境中有明显的生存压力时，行为都会发生惊人的转变，社交偏好从雌鼠明显转变为雄鼠。
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▲行为学实验显示社交行为性别偏好的变化（图片来源：研究团队提供）
研究人员并没有止步于这种有趣的现象，接下来结合神经环路示踪技术、在体双色钙信号光纤记录、电生理与光遗传技术等多种前沿技术手段，深入小鼠大脑内部探索了背后的运作机制。他们发现，中脑腹侧被盖区的多巴胺能神经元（VTADA）可能是社交性别偏好的决策中心，VTADA及其下游环路的活性变化与小鼠社交偏好的转变密切相关。
实时监测社交过程中VTADA的神经活动可以看到，在没有生存威胁的情况下，与雌性社交时会触发VTADA神经元更高的兴奋性，这些神经元将信号传到大脑中处理奖赏的中心——伏隔核（NAc）。奖赏通路的激活决定了小鼠们通常更爱与雌性交朋友。
有意思的是，在面临外界生存威胁时，尽管雌雄小鼠的社交偏好都会从“亲雌”转变为“亲雄”，决定这种转变的神经环路却有性别差异。
具体来说，雌鼠与同性社交时，其VTA中另一组多巴胺能神经元与内侧视前区（mPOA）之间的神经活动被显著激活。mPOA是参与防御、交配和父性行为的中枢，也就是说同性社交增强了雄性小鼠的防御环路VTA-mPOA，而与异性社交相关的奖赏通路VTA-NAc被抑制，推动雄鼠从优先与雌性互动转变为优先和雄性互动。
雌鼠的VTA-mPOA环路没有因为社交对象的性别而不同，决定雌鼠社交偏好的神经环路仍然是VTA-NAc。但在雌鼠脑中，奖赏环路的放电模式却会根据社交对象的性别而不同：与雄性社交时，相关的钙信号相对较弱，持续时间更久，即低频持久的相位性放电；与雌性社交时，相关的钙信号更强、动力学变化更快，即瞬时高频的时相性放电。在面临生存威胁时，雌鼠VTA-NAc环路的相位性放电增强，时相性放电受抑制，介导了雌鼠优先考虑与雄性社交。
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▲病毒示踪偶联的双色钙信号光纤记录同步监测显示，多巴胺环路的性别二态性与社交性别偏好密切关联（图片来源：研究团队提供）
后续的实验中，研究人员通过人为刺激小鼠这两条多巴胺能神经元环路中的不同组分进行了验证，最终确认雄性个体与雌性个体采用了不同的环路决策机制：奖赏通路（VTADA-NAc）和防御环路（VTADA-mPOA）之间的竞争平衡决定了雄性动物的社交性别偏好，两条环路分别代表了雄鼠内在生理需求与外部威胁之间的动态平衡；雌性个体则通过奖赏通路（VTADA-NAc）放电模式的切换选择性调控下游神经元，最终决定其社交性别偏好。
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▲研究示意图：社交性别偏好的多巴胺性二态性环路机制（图片来源：参考资料[1]）如此错综复杂的神经环路机制，正是大脑能够适应不断变化的社会环境的体现，并为理解雌雄个体在情感与行为上的差异提供了全新视角。这一开创性的研究发现也开启了许多令人好奇的新问题，例如其他哺乳动物（包括灵长类动物，乃至我们人类）在面临环境压力时如何协调自身内在生理需求与外部生存环境的挑战？同样的神经机制是否也在操控着我们的社交偏好？这种社交性别偏好的行为在演化上有什么意义？期待科学家们进一步的研究。
西安交通大学王昌河教授为本文的通讯作者，西安交通大学徐华栋副教授、西南医科大学康新江教授和张春祥教授为共同通讯作者。西安交通大学博士后韦安琪、博士生赵安然、博士后郑超文和董楠为本文的共同第一作者。
题图来源：123RF
参考资料：
[1] Anqi Wei et al., Sexually dimorphic dopaminergic circuits determine sex preference. Science (2025) Doi: 10.1126/science.adq7001
[2] Bitna Joo & Kay M. Tye Stress drives a switch in sex preference. Science (2025) Doi: 10.1126/science.adu7946
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