共情能力是一种能设身处地地体验他人的处境，对他人情绪情感具备感受力或理解力。啮齿类动物表现出与人类同情心类似的亲社会行为：恐惧或痛苦的情绪传染，对痛苦伴侣的安慰、以及帮助和分享行为。

前扣带皮层和内扣带皮层是编码感知他人情绪状态的关键脑区。额颞叶痴呆(FTD)是一种与额颞叶变性有关的散发或遗传的痴呆，其中约一半患者为行为变异性额颞痴呆(bvFTD)，表现为人格、行为改变、语言障碍，并伴随同情能力减弱。

2023年1月14日纽约州立大学上州医科大学Wei-Dong Yao研究团队在Neuron杂志上发表文章揭示了背内侧前额叶皮层区域锥体神经元低兴奋性引起FTD模型小鼠共情能力降低、情绪感染能力减弱。

1 正常小鼠具备同情能力和情绪感染能力

研究人员设计了一个共情行为实验，首先observer小鼠与陌生的同类demonstrator小鼠进行接触，主要表现为社交探索行为（舔舐、互相理毛等），第二阶段observer小鼠观察demonstrator小鼠连续遭受足底电击后进行接触，发现observer小鼠更多的与demonstrator小鼠进行身体接触，表现出安慰行为，而demonstrator和observer小鼠理毛行为均明显减少，自我理毛行为增多，对电击行为的一种恐惧，表现为一种情绪传染。

图1：正常小鼠具备同情能力和情绪感染能力

2 c9FTD 模型小鼠同情能力和情绪感染能力障碍

9号染色体开放阅读框72基因(C9orf72) 非编码区的G4C2)六核苷酸重复序列异常扩增被认为是引起c9FTD的最常见突变，通过病毒载体工具在刚出生小鼠诱发C9orf72基因突变，结果发现这些老年化c9FTD 模型小鼠存在额颞叶萎缩，作为observer小鼠无法感受到同伴demonstrator小鼠的情绪，对demonstrator小鼠遭受电击的安慰行为减少，也不会出现自我理毛行为，存在同情能力障碍。

图2：c9FTD 模型小鼠同情能力和情绪感染能力障碍

3 背内侧前额叶皮层神经元调控同情行为

免疫荧光实验发现observer小鼠在观察同伴电击过程中背内侧前额叶皮层神经元活性增强。研究人员通过光抑制背内侧前额叶皮层神经元活性后能够引起正常小鼠对同伴demonstrator小鼠的肢体接触等安慰行为减少，也无法获得电击带来的恐惧情绪，这些结果表明背内侧前额叶皮层神经元活性参与恐惧情绪的传染和同情行为。

电生理实验发现老年化c9FTD 模型小鼠背内侧前额叶皮层神经元动作电位峰值较少、膜输入电阻更小，表现出低兴奋性。通过向这些突变模型小鼠的背内侧前额叶皮层注射化学遗传学病毒，慢性激活该区域锥体神经元后能够增强这些小鼠的共情能力和恐惧情绪传染能力。

图3：抑制背内侧前额叶皮层神经元活性降低共情能力

总结

本文通过设置共情行为实验揭示了额颞叶痴呆模型小鼠存在同情能力障碍，在人为操纵激活背内侧前额叶皮层神经元活性后可增强同情能力。

原始出处：

Phillips et al.， Dorsomedial prefrontal hypoexcitability underlies lost empathy in frontotemporal dementia， Neuron (2022).