PNAS | 前额叶比海马更“懂社交”？小鼠大脑社交解码新发现

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基本信息：

Title:Distinct neural dynamics in the ventral hippocampus and medial prefrontal cortex during social information processing

发表时间：2025.12.10

Journal:PNAS

影响因子：9.1

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引言

我们每天都在做一件看似简单、其实非常烧脑的事情：在人群中迅速分辨“谁是谁”。是老朋友还是陌生人、要不要靠近、对方情绪如何，这些社交信息会在几百毫秒内被大脑解析出来。

临床上，自闭谱系障碍（autism spectrum disorder, ASD）、精神分裂症等患者，往往正是卡在这一步——看得到人，却读不懂“人”的信息。

长期以来，研究者知道海马（hippocampus）和前额叶皮层（prefrontal cortex）都与社交记忆和社交决策密切相关，其中

腹侧海马（ventral hippocampus, vHPC）更偏向情绪与社交记忆，内侧前额叶皮层（medial prefrontal cortex, mPFC）则被视为“高级决策中枢”。

但它们在遇到不同个体时究竟如何“分工”，用什么样的放电模式和脑电节律来区分“空笼、熟人、陌生人”，一直缺乏群体水平上的系统比较。

Wang 等人这项工作中，研究者在三房间社交测试中，让小鼠在“空笼、熟悉个体、陌生个体”之间自由选择，一边用多电极分别记录 vHPC 或 mPFC 的单元放电和局部场电位（local field potential, LFP），一边用信息论和机器学习方法定量“这群神经元到底能不能、以及多精准地读懂社交信息”。

结果显示，虽然两块脑区都对社交线索有反应，但 mPFC 利用以高伽马（high gamma）为主的振荡模式，构建出更清晰、更稳定的社交表征，在单次试验的解码性能上明显优于主要依赖低伽马（low gamma）的 vHPC，为理解社交障碍背后的回路失衡提供了新的切入口。

核心结果

两块脑区都能“看懂人”，但前额叶更能分清“谁是谁”

小鼠在三室社交实验中接触空笼、熟悉个体、陌生个体时，腹侧海马（vHPC）和内侧前额叶皮层（mPFC）神经元都会对社交刺激有选择性放电。但用信息论和解码分析一算，mPFC 在区分不同社交对象（比如熟悉 vs 陌生）时，信息量更大、分类更准，单次试验的解码表现明显优于 vHPC。

腹侧海马主打“低伽马（low gamma）”，前额叶主打“高伽马（high gamma）”

局部场电位（LFP）分析发现，vHPC 在小鼠探查社交对象（熟悉、陌生等）时，显著增强的是 30–60 Hz 的低伽马功率；而 mPFC 在社交探查时则以 60–120 Hz 高伽马增强为主，低伽马也会被调动，但地位明显靠后，两块脑区在“用什么频段来处理社交信息”上有截然不同的偏好。

theta–gamma 耦合模式也不一样：海马“全频带”，前额叶“偏爱高伽马”

进一步看节律之间的耦合，在 vHPC，theta 相位和低伽马、高伽马振幅的耦合在社交条件下都增强；但在 mPFC，社交时增强的主要是 theta–高伽马耦合，theta–低伽马变化不明显。说明这两个区域在“节律协同”这层上也各有分工。

“放电＋脑电”一起上，前额叶的社交表征更清晰、更抗噪

作者把神经元放电信息和多频段 LFP 特征一起喂给解码器，发现相比只用 spike，加入 LFP 后，vHPC 和 mPFC 的解码准确率都能提升，但 mPFC 依然更强，而且在只保留 theta、低伽马、高伽马这些核心频段时，mPFC 还能解出社交信息，vHPC 就不行了。几何分析显示，mPFC 的“信号–噪声夹角”更大，也就是在高维空间里，区分不同社交刺激的几何表征更开、更不容易被噪声淹没。

Fig. 1. Distinct neural responses to social stimuli in the vHPC and mPFC.

Fig. 2. Enhanced representation of social information in the mPFC compared to the vHPC.

Fig. 3. Differential gamma oscillations in the vHPC and mPFC.

Fig. 4. Theta-gamma coupling during social investigation.

Fig. 5. Spike–LFP synergy decoding.

Fig. 6. Single-trial pseudopopulation decoding and geometry representation in the vHPC and mPFC.

AI一句话锐评：

同样是“看人下菜碟”，腹侧海马像是记住人脸的熟人通讯录，而内侧前额叶则更像一位带着高频滤波器的社交策略官，把嘈杂的线索整理成清晰可读的“谁是谁”。

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分享人：BQ

审核：PsyBrain 脑心前沿编辑部