Neuron | 范郑晓/胡海岚等揭示“乘胜追击”的神经机制|neuron|动力学|受体|多巴胺|胡海岚|脑科学|范郑晓

2026 年8月12日，上海交通大学医学院松江研究院范郑晓研究员联合浙江大学脑科学与脑医学学院/双脑中心胡海岚院士在Neuron在线发表题为Status-dependent Competition Engagement via Mesocortical Pathway的研究论文【1】。该研究开发了“胜利迷宫”（Win Maze）行为学范式，揭示了中脑皮层多巴胺通路（VTADA→dmPFC）将竞争胜利的奖赏效应转化为后续竞争参与动机的神经机制。

社会竞争广泛存在于人类和动物社会中。个体通过竞争获取食物、领地和交配机会，竞争也由此塑造社会等级，并持续影响个体的认知、情绪和身心健康。一次完整的竞争通常包括三个连续阶段：（A）决定是否参与竞争，（B）与对手展开竞争互动，（C）产生胜负结果。其中， “是否参与竞争”是尤为关键的第一步。个体需要在行动前判断：参与竞争可能获得什么，又要付出多大代价，即进行“竞争参与决策”。恰当的决策有助于以较低的风险和消耗获得所需资源，从而提高生存与繁殖的机会。

以往的研究主要聚焦于大脑如何编码竞争互动策略（B），以及先前的胜负结果如何影响竞争策略选择（C到B）。由于现有行为学范式无法清晰区分上述竞争过程的三个阶段，目前尚不清楚大脑如何编码与竞争结果相关的情绪状态（C），以及这种状态如何影响个体再次发起或参与竞争的动机（C到A）。

为了更好地分离竞争过程的不同阶段，研究团队建立了新行为学范式——“胜利迷宫”。在“胜利迷宫”中，小鼠可以自主选择在一侧管道中发起与一个较弱的对手竞争并获得胜利，或者直接通过另一侧的管道，不发生任何竞争交互。通过隐马尔可夫模型（HMM）分析该范式的行为数据，研究团队以无监督方式识别了小鼠参与竞争的潜在决策状态。结果发现，优势雄鼠在获胜后更倾向于再次参与竞争；相比之下，尽管劣势雄鼠与更弱的对手竞争并获得胜利，其后续选择仍主要处于随机状态，未表现出稳定的再次参与竞争倾向。这些结果表明，胜利并非必然增强竞争动机，竞争参与还受到个体竞争强/弱势状态的显著调控。

先前研究表明，背内侧前额叶皮层（dmPFC）是调控竞争行为的关键脑区，而其是否编码竞争参与决策并不清楚。为此，研究人员在高等级雄鼠dmPFC进行在体电生理记录。通过群体动力学建模与降维发现，dmPFC 的群体神经活动呈现旋转动力学（rotational dynamics）特征，其低维轨迹在隐空间中形成环状结构。在竞争过程中，神经群体活动的环形轨迹明显扩大。当小鼠连续选择参与竞争时，其神经活动持续保持“胜利取向”。这提示竞争增强了大脑活动的动态变化，而连续参赛则使其持续维持对胜利相关信息的表征。并且，dmPFC 群体活动编码了状态转换并可以预测后续的竞争参与选择（图1）。

中脑多巴胺系统广泛参与奖赏、动机和强化学习等过程。研究人员利用多巴胺荧光探针在任务过程中记录并分析了dmPFC中多巴胺释放的动力学特征。在竞争优势雄鼠而非劣势雄鼠中，胜利结果可诱发dmPFC内显著而持久的多巴胺释放。进一步分析发现，该信号在获胜时迅速升高，并持续至下一次竞争参与决策，呈现双相动态特征。与获胜后不再参赛相比，小鼠连续选择参与竞争时，dmPFC内多巴胺信号的振幅更大、衰减更慢（图1）。

图1. dmPFC群体神经活动呈现竞争环状轨迹，竞争参与决策与获胜诱发双相多巴胺释放，其中获胜诱发的持续性多巴胺释放促进后续竞争参与。

研究团队结合药理学和光遗传学手段，进一步验证了VTADA→dmPFC通路及其下游D1受体信号调控竞争参与的必要性与充分性。获胜后抑制VTADA→dmPFC通路，或阻断dmPFC内D1受体，或直接抑制dmPFC内表达D1受体的神经亚群，均可削弱优势雄鼠的竞争参与偏好，使其反而表现出类似劣势鼠的随机偏好表型；而在劣势雄鼠获胜后高频激活该通路，则可使其由随机选择转变为类似优势雄鼠的竞争参与模式。上述结果表明，VTADA→dmPFC通路的多巴胺信号是促进获胜后持续参与竞争的关键机制。

有趣的是，研究团队意外发现，竞争参与动机具有性别二态性。竞争优势雌鼠虽然具备获胜能力，却主动回避竞争。获胜后高频激活VTADA→dmPFC通路虽然消除了其竞争回避，但尚不足以使其形成稳定的竞争参与偏好。这表明，竞争能力并不必然转化为竞争动机，且中脑皮层多巴胺信号对竞争参与的调控存在显著的性别差异。这一现象与人类行为经济学研究的发现相似：在任务表现相当的情况下，男性选择竞争性任务的比例高于女性【2】。该研究揭示了这种性别差异化竞争决策的潜在神经机制。

图2. VTADA → dmPFC通路介导竞争等级和性别依赖的竞争参与决策

综上，研究团队以自主建立的 “胜利迷宫” 行为学范式为基础，实现了对社会竞争不同阶段的精细分离，并从潜在行为状态、神经群体活动和多巴胺释放动力学等多个层面，系统揭示了VTADA→ dmPFC通路将既往获胜的情绪效应转化为未来竞争参与决策的神经机制，同时阐明了这一过程对竞争优势等级和性别的依赖性（图2）。该研究将经典 “胜利者效应”的研究范畴拓宽至情绪与动机层面，揭示了相同的胜利结果可因个体内部状态不同而产生截然不同的行为效应。研究结果不仅为理解社会经验如何塑造动机和决策提供了新的神经生物学框架，也为解析抑郁症等精神疾病中奖赏加工、动机缺失及社会退缩的神经机制提供了新的研究思路。

上海交通大学医学院松江研究院范郑晓研究员为最后通讯作者，浙江大学脑科学与脑医学学院/双脑中心胡海岚院士为本文共同通讯作者；浙江大学脑科学与脑医学学院博士生金水木、上海交通大学医学院松江研究院博士生刘迎香、博士生王天奇、博士后单晓晓为本文的共同第一作者。研究工作得到浙江大学脑科学与脑医学学院段树民院士的大力支持。

范郑晓研究员，研究方向为探究社会脑和情绪脑互作的神经机制，尤其关注社会竞争行为的情绪效应。系列成果以一作或通讯身份发表在 Cell、Neuron、Nature Protocols 等国际知名期刊，并获 Science、Nature 专文评述。获长三角神经科学青年科学家奖，入选上海市启明星培育（扬帆）等。主持国家自然科学基金面上项目等。实验室目前正围绕多个方向展开研究，诚招相关专业的副/助理研究员、博士后和研究助理。详细招聘信息见：

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https://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273(26)00575-1

制版人：十一

参考文献

1. Jin SM#, Liu YX#, Wang TQ#, Shan XX#, Liu JM, Zhu SY, Shen T, Liang YL, Wei G, Cao YJ, Li X, Duan SM, Hu HL*, Fan ZX*. Status-dependent Competition Engagement via Mesocortical Pathway.Neuron. 2026. doi: 10.1016/j.neuron.2026.07.020

2. Niederle, M., and Vesterlund, L. (2007). Do women shy away from competition? Do men compete too much?Q. J. Econ. 122, 1067–1101.

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（*排名不分先后）