我们每天会和很多人打交道，不仅要结识新面孔，也要记住老面孔，而这个交往过程自然会形成社交记忆（social memory）。社交记忆是进化过程中个体为了适应社会生活，记忆、识别同类中不同对象的能力，对于群居动物的生存和繁衍起到重要作用。近年来，丘脑对于记忆的重要调控作用被逐步发现，然而，其是否能够调控社交记忆，以及怎样调控社交记忆，仍然未知。此外，很多精神疾病如自闭症、注意缺陷多动障碍和精神分裂症表现社交记忆障碍，但是具体发病机制不清。因此，解析社交行为的细胞、分子及神经环路机制具有重要意义。

2024年5月2日，西安交通大学第一附属医院脑科学研究中心李燕团队在神经科学Q1区杂志Neuron（最新IF为：16.2）上在线发表题为“The thalamic reticular nucleus orchestrates social memory”的研究论文，提出丘脑网状核感觉亚区（sensory thalamic reticular nucleus, sTRN）调控社交记忆的神经环路及细胞机制。

主要研究结果：

1. sTRN通过编码熟悉个体的信息调控社交记忆

研究团队首先通过化学遗传学证明sTRN双向调节社交记忆；并通过光纤钙成像记录，证明TRN神经元群体钙活动水平在小鼠探索熟悉同类时明显升高，并且当其在熟悉同类附近时抑制sTRN脑区小清蛋白阳性（sTRNPvalb）神经元活动，小鼠表现明显的社交记忆障碍。

图1. sTRNPvalb神经元介导社交记忆

2. sTRNPvalb→PF及PPCCaMKII→sTRN环路调节社交记忆的编码及重拾

这种个体信息的传递如何经由sTRN调控社交记忆？通过病毒示踪及离体电生理技术，研究团队证明sTRNPvalb→parafascicular thalamic nucleus (PF)及posterior parietal cortex (PPC)CaMKII→sTRN环路的解剖和功能联系。进一步通过光遗传学调控环路活动，证明sTRNPvalb→PF及PPCCaMKII→sTRN环路介导社交记忆编码及重拾的充分性和必要性。

图2. 社交记忆编码和重拾被sTRNPvalb→PF及PPCCaMKII→sTRN环路调节

3. PPCCaMKII→sTRNPvalb→PF通过控制GABA释放影响社交记忆

研究团队进一步思考，接收PPCCaMKII神经元投射的sTRNPvalb神经元与向PF投射的sTRNPvalb神经元是否为同一群？从解剖上和功能上，通过离体电生理和特异性神经投射病毒策略证明PPCCaMKII→sTRNPvalb→PF环路是具有功能的单突触连接。从神经递质释放水平，研究团队证明PF脑区 GABA浓度在社交过程中特异升高，并受到PPCCaMKII→sTRN环路控制。进一步通过光遗传学结合药理学实验，证明PPCCaMKII→sTRNPvalb→PF环路在行为学水平调控社交记忆。

图3. PPCCaMKII→sTRNPvalb→PF通过控制GABA释放影响社交记忆

4. sTRN中可能存在社交记忆痕迹细胞

以上，研究团队初步表征以sTRN为中心的皮层-丘脑信息流如何调控社交记忆（环路机制）。由于sTRN的异质性，研究团队进一步寻找sTRN内哪些细胞亚群在社交记忆的调控中具有特异的作用（细胞和分子机制）。结果发现，sTRN中可能存在记忆痕迹细胞。在小鼠社交记忆沉默后，人工激活该类细胞，记忆可被重拾。进一步研究团队发现这类细胞与既往报道的其他脑区记忆痕迹细胞类似：神经元兴奋性更高，形态结构更复杂，蛋白合成相关通路上调。

图4. sTRN中可能存在社交记忆痕迹神经元

由于社会活动在日常生活中的普遍性以及社交相关的精神疾病对人类造成的巨大损失，了解生理状态下社会活动的神经环路十分必要。本研究从环路层面和细胞亚群水平提出以丘脑网状核为中心的社交记忆新机制，对于理解社交记忆如何在大脑中形成至关重要，为自闭症、注意缺陷多动障碍和精神分裂症等精神疾病相关社交记忆障碍的治疗提供了新的方向。西安交通大学第一附属医院脑科学研究中心李燕教授为论文的通讯作者，博士生王菲迪、研究助理孙欢、博士生陈铭月为共同第一作者。感谢主要合作者：西安交通大学第一附属医院马现仓和朱峰教授，西安交通大学生命学院王昌河教授，军事医学研究院吴海涛教授对本研究的贡献。感谢空军军医大学董海龙教授和中国科学院脑智卓越中心徐春研究员惠赠工具小鼠。感谢韩明虎、曹鹏、徐春、徐晗、王明辉、梁璟、王文挺、郭保霖等老师对本研究的指导。本研究受到国家自然科学基金和陕西省重点研发项目的资助。

通讯作者简介

李燕，西安交通大学第一附属医院脑科学研究中心PI，教授，博士研究生导师。入选国家级青年人才，获评陕西省杰出青年科学基金、陕西省“特支计划”科技创新领军人才、陕西省青年科技奖和西安交通大学青年拔尖人才计划。主持国家自然科学基金6项（重大1项/面上4项/青年1项）。授权国家发明专利和实用新型专利9项。主编专著4部（其中1部为教育部研究生办公室推荐教材），参编国家医学电子书包样章（央视新闻报道），参编人卫版教材等5部。共发表SCI收录论文59篇，其中以第一作者或通讯作者身份在Neuron、J Clin Invest(F1000Prime推荐)、Gut microbes、Transl psychiatry、Mol Ther、Cell Death Dis、J Biol Chem、Breast Cancer Res(封面文章)、iScience、Glia、Psychiatry Res等专业杂志发表论文37篇，H-Index 30。目前担任Molecular therapy、Cell Death Dis、Brain Res等多个专业期刊的审稿人。研究领域：儿童和青少年精神障碍的基础和临床研究（主要聚焦于儿童注意缺陷多动障碍/自闭症/焦虑障碍/抑郁症等情绪障碍的神经环路和肠脑轴机制研究），课题组常年招收博士后（35-40万/年薪）/研究助理/博士/硕士，欢迎加入。