我們如何記住「這個人是誰」：社交記憶的神經機制

圖片來源：Morning Advertiser

撰文 Ryn

編輯 菡萏

作為一種擁有高度發達文明的社會型動物，現代社會中的人類對於社交記憶（Social memory）的依賴性可以說已經超越了地球上其他的已知物種——記住「這個人是誰」對我們是如此地重要：日程生活中，為了維持基本的社會關係，我們每天都在無數遍地搜索回憶庫，確認我們記得身邊熟悉的人。

試想，如果有一天我們不能記起「剛剛跟我打招呼的是隔壁班的同學，我們曾經一起上過數學課」，不能記起「對面走過來的是實驗室老闆，他昨天剛剛跟我討論過課題進展」，甚至不能記起「現在在跟我聊天的是 Annie，她是我最好的朋友」，那麼生活將會變成一場怎樣的災難。

如何記住我們身邊的人

然而，現實世界中，確實有人正遭受著這樣的災難。某些神經性或精神性疾病患者，例如自閉症患者，無法進行正常的社交活動，甚至不能記住並分辨身邊熟悉的人。如果我們知道「大腦是如何讓我們記住身邊的人」這個問題的答案，或許我們就會有方法幫助自閉症患者走出這個「隱形的牢籠」。

現在，我們離解答這個問題又進了一步。哥倫比亞大學神經科學系的 Steven Siegelbaum 教授和他的研究團隊的一系列研究發現，大腦海馬的 CA2 區域對小鼠社交記憶的形成至關重要。他們對於這個問題的靈感來自於一篇 2006 年的研究文章，該研究發現加壓素 1b 受體（Vasopressin 1b receptor, Avpr1b）在海馬 CA2 區域大量表達，若在 CA2 腦區敲除該基因，則小鼠無法辨認出他們已經熟悉的同伴。這篇文章引起了 Siegelbaum 的興趣，因為加壓素除去被腦垂體釋放進入血液、調控尿量之外，還可以直接作用於大腦——影響中樞神經系統的運作，其功能與社會聯繫的建立、性衝動的產生有關，這暗示著 CA2 腦區以某種方式參與並調控小鼠的社交行為。

就像為了品味盤中美食需要一雙筷子可以讓我們夾起食物一樣，為了探索 CA2 腦區的功能，研究者們首先需要一些工具對 CA2 腦區神經元進行特異性標記，並且調控它們的活性。幸運的是，研究者們找到了一個只在海馬 CA2 區域表達的基因，Amigo2。藉助這個基因，再加上能夠侵染神經元並在神經元內表達特定基因的病毒載體技術，研究者們可以僅在海馬 CA2 區域表達光激活的鈣離子通道或者神經毒素，從而特異性地激活或者抑制海馬 CA2 區域。

小鼠的「社交」

小鼠社交行為實驗示意圖/圖片來自論文

有了工具，研究者們可以開始探索 CA2 腦區在小鼠社交行為中的作用了，為此，他們設計了一系列巧妙的行為學實驗。首先，研究者們將實驗小鼠被放置在一個帶有三個隔間的鼠籠中，並在實驗小鼠兩旁的隔間中分別放入一隻與它一起長大的同胞小鼠和一隻完全陌生的小鼠，觀察實驗小鼠究竟更喜歡與「陌生人」，還是自己最熟悉的「親人」接觸。

研究者們知道，有正常社交能力的小鼠應該對陌生小鼠充滿好奇，比起它們已經「認得」並「習慣」的熟悉小鼠，它們更願意花時間與陌生小鼠互動（互相聞一聞，肢體接觸等）。然而有趣的是，當 CA2 腦區神經元被特異性表達的神經毒素抑制時，實驗小鼠對陌生小鼠強烈的偏好消失了，彷彿它們並不能區分哪只小鼠是它們已經熟悉的，哪只小鼠是它們不認識的。這個實驗結果也印證了 Siegelbaum 對於 CA2 腦區參與小鼠社交記憶形成的假設。

小鼠社交記憶實驗示意圖/圖片來自論文

為了進一步地確認這個結論，研究者們在原有行為學實驗的基礎上加入了一個學習和記憶的過程——實驗小鼠先與它所熟悉的小鼠共處 10 分鐘，兩隻小鼠自由地進行互動（互相聞一聞、肢體接觸等），然後這位「熟人（鼠）」被研究者帶離鼠籠，間隔 1 小時後再重新被放回，如此重複 4 次，等到第 5 次時，1 小時間隔後被重新放回鼠籠的是一隻對實驗小鼠來說完全陌生的小鼠，研究者們依次記錄 5 次實驗中實驗小鼠與其熟悉或者陌生小鼠的互動時間。

實驗發現，正常的實驗小鼠可以「記住」並「習慣」它熟悉的小鼠，在前 4 次實驗中，實驗小鼠與熟悉小鼠的社交時間隨著實驗重複的次數增加而顯著降低；與之相對，在第 5 次實驗中，正常的實驗小鼠表現出對陌生小鼠的強烈的好奇，與之社交的時間顯著高於此前與熟悉小鼠的社交互動時間。然而，當實驗小鼠的 CA2 腦區被抑制時，所有的行為學指標都偏向了相反的方向——在前 4 次實驗中與「老熟人」的社交的時間沒有出現顯著的下降，暗示著它並沒有「記得」或者「習慣」它所熟悉的小鼠的存在，每一次重複實驗都彷彿是第一次認識這隻理應十分熟悉的小鼠；在第 5 次實驗中也沒有表現出對陌生小鼠的強烈的好奇，與之社交時間相較於熟悉小鼠並未顯著增加。這個實驗有力地證明了 CA2 腦區參與小鼠的社交記憶形成，當 CA2 腦區被抑制時，小鼠無法「記得」之前一起玩耍的小夥伴。

未 來

「許多神經和精神性疾病患者都會表現出異常的社會行為，我們的研究結果說明海馬 CA2 區域功能紊亂或許是異常社會行為背後的原因。」Siegelbaum 在接受採訪時這樣說。

很多神經性或精神性疾病患者無法建立正常的社會關係，寫下這句話的時候，我想起了一個朋友曾在知乎上回答過，亞斯伯格綜合征是一種什麼樣子的存在。他說，「想了想現在（我）依舊有一些特點是因為亞斯伯格綜合征導致的。比如和人交往不耐心，傲慢，有時會迷之不知所措等等。我覺得它普遍的診斷率是很低的，自己也是很幸運一直接受妥善的處理，緩和了很多。所以如果身邊有一些類似癥狀的人，不妨試試包容他們。亞斯伯格症有時候確實會讓人感到難以相處，但當你覺得他們變得奇怪，局促，憤怒的時候，他們的內心感受是更加煎熬的。」

圖片來源：Giphy

以前的研究告訴我們，精神分裂症患者的海馬 CA2 區域抑制性神經元減少，自閉症患者腦內加壓素信號通路異常，或許 CA2 腦區及其對社會行為的調控作用正是我們苦苦尋找的那把打開他們心靈世界的鑰匙。

參考文獻與資料：

1. Basu, J., Siegelbaum, S. A. The Corticohippocampal Circuit, Synaptic Plasticity, and Memory. Cold Spring HarbPerspect Biol. 7-a021733 (2015).

2. Hitti, F. L., Siegelbaum, S. A. The hippocampal CA2 region is essential for social memory. Nature. 508, 88-92 (2014).

3. 「亞斯伯格綜合征是一種什麼樣子的存在？」 Kato Taro 的答案

https://www.zhihu.com/question/48285012/answer/271714896

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