斯坦福大学医学院的一些研究人员发现，一只雄性小鼠识别出一种不熟悉的小鼠的性别，因为大脑的生理机制很硬，而不是以前的经验。

雌性老鼠也很快确定了陌生人的性身份。但他们的大脑中指导这些决定的电路仍然存在。

“令人惊讶的是，对陌生人性别认同的认识在男性和女性老鼠中的作用完全不同，”精神病学，行为科学和神经生物学教授Nirao Shah博士说。

将于1月31日在Cell发表的一项研究中描述的研究结果增加了一个小的，但不断增长的哺乳动物大脑回路列表，已知它在男性和女性中的作用不同。它们引发了长期存在的争论，即关于固有的硬连线倾向与社会获得的影响在塑造性别特定行为方面的相对贡献。

Shah是该研究的资深作者。主要作者是博士后学者Daniel Bayless，博士。

“我们的研究结果表明，男性至少不需要事先的性经验，以便做出快速，可靠的决定，以便接近陌生人，”Shah说。

这具有良好的进化意义。在它的一生中，野生雄性小鼠可能只会在有性生殖中获得几次射击，从而提高了能够在短时间内正确识别新移民性别的优势，而无需先了解它。如果这种能力是天生的程序，那么即使是性缺乏经验的老鼠也能迅速从其物种的雌性中辨别出雄性。

Shah说，这些研究结果可能适用于人类，因为我们与老鼠分享他们用于识别陌生人性别的大部分相同的硬接线脑电路，并且因为人体对这种电路的研究表明男女之间存在显着的结构和生理差异。 。

“所有社交和性接触都是基于第一次正确识别其他代理人的性别，”Shah说。“这是动物做出的一项基本决定。”

在本研究之前，哺乳动物在何处以及如何做出此类决定是完全未知的。但调查人员确实对从哪里开始寻找有了一些想法。

不可或缺的神经元子集

许多对性激素有反应的组织产生芳香酶，芳香酶是一种将雄激素转化为雌激素的酶 - 雌激素是许多细胞内这些性激素的活性形式。芳香酶出现在Shah和他的同事十年前确定的大约六个小鼠脑区域。这些大脑区域中的一些区域在它们的解剖学，生理学和行为方面存在差异，这取决于大脑是男性还是女性。

一个这样的区域称为条纹末端的床核。这种结构是男性神经元的两倍大，人口密度更高。人体研究揭示了男性与女性床尾核的基因激活水平的不同模式 - 这一结构功能因性别而异的可靠线索。

这种结构的一小部分神经元，称为AB神经元，产生芳香酶。正是这些细胞，在一只老鼠的7500万神经元大脑的每一侧大约1000个，Shah的团队与性别认知有关。“在这项研究之前，AB神经元在很大程度上是未开发的领域，”他说。“他们特别难以学习，因为它们散布在其他表面相同的神经元中。”

但Shah的小组开发了一些工具，可以让他们监测自由移动的小鼠中AB神经元的信号传导活动，并远程刺激或抑制这些神经元中的活动。

他们使用这些工具来研究和操纵雄性小鼠的AB神经元，这些小鼠除了母亲和姐妹在生命的最初几周之外从未接触过雌性小鼠。在断奶之后(以及青春期之前)，他们被转移到仅限男性的住房，然后在实验前几天，他们将单独住房。

人们早就知道，在自己的草坪上放置一只雄性老鼠，不管它是性天真还是有经验，都可以预见到另一只老鼠的入侵。沙阿说，这种反应取决于陌生人的性别。“如果是女性，那么常驻男性会试图追问她。如果是男性，他会选择一场战斗。”

硬连线差异

正如预期的那样，当研究人员将一名女性引入天真的男性栖息地时，在他试图与她交配之前，只需几分钟的嗅探和探索。当他们将另一名男性引入单身汉时，这位常驻男性也按预期进行了攻击。在这两种情况下，科学家观察到常驻男性AB神经元活动的早期上升。但是当陌生人是女性时，这种增长要大得多。在常驻男性识别女性后的性行为中，这些神经元变得更加兴奋。相比之下，他们的活动在随后与男性打架时平息。

甚至绝育雄性也不影响AB神经元区分两性的能力，进一步支持了这种能力在发育上是硬连线的观点。

当研究人员在男性常驻小鼠与任何性别的陌生人相遇时实验性地抑制了AB神经元的作用，由于他的性别识别能力被抑制，他变成了一种懦夫。“他不会与男性抗争，他也不会与女性交配，”沙阿说。

相反，当研究人员刺激常驻雄性小鼠的AB神经元中的活动以模仿男性遇到女性时发生的情况时，居民被愚弄认为接近他的另一名男性是女性。结果，他试图与接近的男性交配。

雌性小鼠的AB神经元对任何性别的奇怪小鼠的引入都有一定程度的反应，但无论陌生人是男性还是女性，活动都没有显示出特别的差异。即使是消除雌性AB神经元的实验性操作也没有对其社会行为产生明显影响。

“这些神经细胞在女性大脑中的作用是神秘的，”Shah说。“女性显然使用不同的神经系统来识别其他人的性别。这个系统可能是什么，仍然是任何人的猜测。”他说他打算找出答案。

Shah是Stanford Bio-X的成员和斯坦福大学的Wu Tsai神经科学研究所，是斯坦福大学的ChEM-H教师。

其他研究合着者是博士后学者杨泰红博士;和本科研究助理Matthew Mason，Albert Susanto和Alexandra Lobdell。

这项工作由美国国立卫生研究院资助(授予R01NS049488和R01NS083872)。