交通大学 Sci Adv | ASD社交注意缺陷，可能分属两条前额叶通路|camkii|亚群|皮层|神经元|通路

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基本信息

Title:Parallel anterior cingulate cortex pathways underlie dissociable social and attentional outputs

发表时间:2026-7-10

发表期刊:Science Advances

影响因子:13.9

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研究背景

社交行为和注意控制在一些神经发育障碍相关表型中会一起受损，但一起出现，不等于背后由同一条脑通路管。前扣带皮层（anterior cingulate cortex, ACC）和社会行为、注意控制以及多种高级调节功能有关，也会把信号送到多个皮层下核团。本文问的是一个更具体的问题：ACC 内部是否有不同的神经元亚群，分别把社交信息和注意信息送往不同下游通路

实验设计与方法逻辑

研究对象是小鼠 ACC 中钙/钙调蛋白依赖蛋白激酶 II 阳性（calcium/calmodulin-dependent protein kinase II, CaMKII）谷氨酸能神经元。作者先用光纤光度记录这些神经元在社交互动测试（social interaction test, SIT）和五选择序列反应时任务（five-choice serial reaction time task, 5-CSRTT）中的活动，再用光遗传抑制测试 ACC 活动是否必要。之后，作者结合活动依赖标记、逆行示踪、电生理、形态重建和单细胞 RNA 测序，区分投向未定带（zona incerta, ZI）与丘脑网状核边缘部（limbic sector of the thalamic reticular nucleus, lTRN）的 ACC 神经元，并在 Shank3b 缺失小鼠中观察激活相应通路后的行为变化

核心发现

发现一：ACC CaMKII 神经元参与社交互动和注意任务表现

小鼠开始社交互动时，ACC CaMKII 神经元的钙信号升高；在 5-CSRTT 的正确试次中，这些神经元也会在等待和线索阶段被激活。光遗传抑制 ACC CaMKII 神经元后，小鼠在三箱社交测试（three-chamber test, TCT）和 SIT 中的社交指标下降；在 5-CSRTT 中，正确反应数和准确率下降，提前反应增加。也就是说，ACC 会影响这两类任务表现，但可能不是唯一的控制中枢

Fig. 1 和 Fig. 2 中，作者分别展示了 ACC 钙活动与整体抑制后的行为变化；这一结果说明 ACC 活动与社交、注意任务表现均相关，并且对任务表现有必要性

发现二：ACC→ZI 与 ACC→lTRN 是相对分离的输出亚群

活动依赖标记显示，社交相关 ACC 神经元更常投向 ZI，注意任务相关 ACC 神经元更常投向 lTRN。逆行示踪显示，两类投射神经元的重叠比例很低。电生理、树突形态和单细胞转录组结果也支持二者可以区分。这里说的“分离”，指的是本文任务和实验条件下的投射亚群差异

Fig. 3 和 Fig. 4 中，作者展示了投射分布、重叠比例、电生理兴奋性、树突结构和转录差异；这一结果说明 ACC 内存在可区分的下游输出亚群

发现三：ACC→ZI 更偏向社交输出，ACC→lTRN 更偏向注意输出

抑制 ACC CaMKII→ZI 轴突末端后，小鼠在 TCT 中对社交杯的嗅探和辨别指数下降，在 SIT 中的互动时间也减少。抑制 ACC→lTRN 没有显著改变这些社交指标。另一边，抑制 ACC CaMKII→lTRN 会让 5-CSRTT 的正确反应数和准确率下降，并增加提前反应；抑制 ACC→ZI 则没有造成同样的注意损害

Fig. 5 和 Fig. 6 中，作者分别操作两条下游通路并比较社交与注意指标；这一结果把社交和注意输出的差异落到了 ACC 下游通路上

发现四：Shank3b 缺失模型中的两类缺陷可被对应通路激活改善

Shank3b−/− 小鼠在社交测试中表现下降，在 5-CSRTT 后段准确率下降且提前反应增加，同时伴随 ACC→ZI 与 ACC→lTRN 相关突触输入、连接强度或脊突成熟异常。激活 ACC CaMKII→ZI 可以改善社交互动指标，激活 ACC CaMKII→lTRN 可以改善正确反应数和准确率