竞争激烈分化雄性，女性为何选择团结合作？一项研究揭示神经活动背后的性别差异

同一群雌性小鼠住在一起，大家按部就班、有饭一起吃；而雄性小鼠凑到一块，不出几天就分出了“干活儿的”和“蹭饭的”，这种有意思的性别差异，到底是怎么来的？

最近，一项发表于Nature的研究用自动追踪、神经记录和计算机模拟，盯着三只基因一样的小鼠在半自然环境下生活和觅食。

结果发现，它们竟然能自己组织起来，形成稳定的分工。并且，雄性群体中，竞争越激烈，角色分化越明显；而雌性群体则倾向于更平等、更合作的那一套玩法。

这一切的背后，竟然与大脑中“腹侧被盖区”这一区域的多巴胺神经元脱不了干系。这项研究不只解释了社会结构是怎么从日常互动里“长”出来的，还第一次清晰地展示：多巴胺如何通过调节探索和利用的平衡，在不同性别的小鼠身上，塑造出截然不同的分工模式。

一、研究背景及目的

在动物社会中，分工与合作是群体生存的核心，但个体如何从互动中自发形成稳定角色，其神经机制长期未被阐明。传统的进化博弈论多假设行为是固定的，忽略了学习、神经调控与社会环境的动态反馈。生产者-偷窃者博弈模型虽能描述资源获取策略，却难以解释角色如何实时涌现。

为此，研究团队以同基因型小鼠为模型，结合高精度行为追踪、光纤光度法与强化学习模型，旨在回答：个体差异如何被社会情境放大？多巴胺系统在其中扮演什么角色？性别为何导致截然不同的群体结构？通过构建可控的“微型社会”并操纵神经活动，研究揭示了社会分工形成的多尺度反馈闭环。

二、研究方法及结果

1.孤立小鼠中已见策略分化

研究者首先让雌性或雄性小鼠单独在含有杠杆（按压得食）与食物分配器的环境中生活5天。小鼠主要夜间活动，逐渐学会将杠杆按压与食物获取关联起来。

通过原型分析，孤立小鼠被分为两类：完成者（按压后立即取食，完成率高）与储存者（按压频繁但常不取食）。

在非社交半自然环境中出现了不同的寻求奖励策略

雌性成为储存者的概率是雄性的两倍。利用光纤光度法记录腹侧被盖区多巴胺神经元活动，发现完成者在学习后在杠杆按压时刻出现明显的相位性活动增强，提示该信号编码了奖赏预测。此外，麻醉状态下完成者的多巴胺神经元自发发放频率高于储存者。这说明，即使在无社会互动时，雌雄小鼠已表现出不同的探索–利用策略倾向。

小鼠的寻求奖励策略

2.性别分化的小鼠社会：工人、偷窃者与储存者

研究进一步将三只同性别、任务初始的小鼠共同饲养8天。行为追踪显示，雌雄总按压次数相当，但雌性完成序列的比例显著更低，取食延迟更长。

原型分析在社交情境下识别出三个角色：储存者（按压多、完成少、少竞争）、工人（频繁完成序列，食物常被同伴取走）与偷窃者（几乎不按压，靠吃同伴所得为生）。工人与偷窃者竞争明显，储存者则相对回避竞争。角色在第一天即迅速形成并稳定维持。

令人惊讶的是，86%的雌性被归类为储存者，而87%的雄性属于工人或偷窃者。雌性群体几乎全为“储存者三人组”，雄性群体则多为“工人+偷窃者”混合组。管测试显示，支配等级与觅食角色无直接关联，说明社会等级与分工是两个独立维度。

群体中出现了不同的性别依赖性策略

3.多巴胺信号与角色一一对应

在记录腹侧被盖区多巴胺活动时，所有小鼠在食物送达时均有相位性增强。但在杠杆按压时刻，工人对自己的按压有显著反应（符合奖赏预测），而偷窃者对同伴的杠杆按压产生反应，表明同伴的行为对偷窃者而言已成为奖赏预测信号。

偷窃者的这种反应仅在“聚焦”状态（朝向杠杆或分配器）时出现。在原型空间中，对自己按压的反应在工人和储存者顶点更强，对同伴按压的反应则在偷窃者顶点最强。

麻醉后记录还发现，社交经历使雄性多巴胺神经元发放频率升高，而雌性不变；且越接近储存者原型的个体发放频率越低。这表明，多巴胺能状态既受社会经历塑造，又与角色选择密切相关。

社会角色的多巴胺相关性

4.计算模型揭示“探索–利用”权衡是关键

研究者构建了Q学习模型，核心参数是“逆温度”β，β越高越倾向利用已知策略，越低越爱探索。孤立环境下，高β小鼠像“完成者”，低β像“储存者”。设定雄性β更高，就能复现孤雌雄差异。

群体中更有趣：三只高β电子小鼠即使参数完全相同，也会自发分化为“工人”与“偷窃者”；而低β组始终步调一致。竞争加上一点偶然性（谁先抢到食物），正反馈会放大初始差异：先占便宜者成了偷窃者，同伴被迫多干活变成工人。数学分岔分析表明，β一旦超过临界值，系统就发生对称破缺，出现两种稳定角色。β，就是这个社会开关。

5.混群与神经操控验证模型预测

研究做出三项预测并逐一验证。第一，将一只雄性（高β）加入两只雌性（低β）组，预测会打破雌性均匀性，雄性倾向成为偷窃者。

实验操作流程

实验证实：混合组中储存者大幅减少，多数三鼠组形成工人–偷窃者组合。将一只经验丰富的偷窃者与两只初始雄性同居，偷窃者在85%的情况下角色发生转变，说明角色非固有，由当前群体动态决定。

另外，通过光遗传提高雄性多巴胺神经元兴奋性（模拟降低有效β），发现三只均被刺激的组中出现了原本雌性典型的储存者；通过化学遗传抑制雌性多巴胺神经元（模拟提高有效β），则三只均被抑制的组中出现了雄性典型的偷窃者。这些操控均在任务开始前完成，证实多巴胺基础活性直接调控分工倾向。

三、总结

本研究首次构建了从个体决策参数到群体社会分工的完整闭环：腹侧被盖区多巴胺系统通过调控“探索–利用”权衡，决定了小鼠在竞争环境中是成为生产者还是偷窃者。

雄性因高β值更易因竞争与偶然性分化出工人与偷窃者，雌性则因低β值保持合作与统一。这一机制具有高度可塑性：改变群体组成或调控多巴胺活性即可重塑角色分配。

研究突破了“社会角色由基因固定”的传统观念，揭示分工实为学习、社会反馈与神经状态相互作用的涌现现象，为理解更复杂社会系统中的个体与集体行为提供了全新框架。

参考资料：

[1]Solié, C., Nicolson, A., Justo, R. et al. Dopaminergic mechanisms of dynamical social specialization. Nature (2026). https://doi.org/10.1038/s41586-026-10301-4

来源｜梅斯学术撰文｜Catherine编辑 | 目兮