小鼠也懂见义勇为？这位拿下 CNS 大满贯的青年女科学家，全职回国加盟西湖大学

大家是否曾想过这样一个场景，在你的面前躺着一位失去意识的人，你的第一反应是什么？

对于大多数人来说，第一反应似乎无需犹豫：赶紧喊救护车，查看呼吸心跳与意识，再来一套行云流水的心肺复苏。但是如果我们把人换成小鼠呢？对于动物来说，小鼠会注意到同伴的异常吗？对此会做出相应的措施吗？如果确实存在这样的行为，那大脑中是哪一群细胞在做出反应呢？这条回路又该如何去研究呢？

本期要介绍的主人公 —— 孙芳妙，她用过去十余年的时间，在回答这个问题，而她的答案，已经逐一发表在 Cell、Science 和 Nature 上。

2026 年 8 月，孙芳妙从UCLA回国，全职加入西湖大学生命科学学院，她的实验室名为「 神经化学系统与行为实验室」，这个名字正是其研究历程的一个缩影：先得有一把用于测量的尺子，通过这个尺子去观察复杂的行为，最后提出一个足够大的演化问题。博士期间，她因探针开发方面的工作获得吴瑞奖（Ray Wu Prize）；博士后期间，又获得脑与行为研究基金会（BBRF）青年研究者基金的资助。

没有尺子，就量不了亚秒级的多巴胺

2018 年 7 月，孙芳妙（当时在北京大学攻读博士学位）在 Cell 上发表题为 A genetically-encoded fluorescent sensor enables rapid and specific detection of dopamine in flies, fish, and mice 的论文，研究成功将多巴胺 D2 受体的构象变化偶联到荧光蛋白上，从而实现小鼠活体内大脑中对多巴胺释放的亚秒级检测。

多巴胺的释放是亚秒级的，而当时主流的微透析技术分辨率只有分钟级，速度远远达不到要求。基于此，研究者抛弃了传统的检测多巴胺方法，而是让细胞自行报告多巴胺，为此开发了名为 GRAB～DA～（基于 G 蛋白偶联受体激活的多巴胺探针）的工具。具体而言，把环状排列的绿色荧光蛋白（cpEGFP）插入人多巴胺 D2 受体的第三个胞内环，多巴胺一旦结合受体，便使荧光发亮，这一方式的响应时间成功缩短至 100 毫秒以内。

图 1：相关研究（图源：Cell）

不过，多巴胺和去甲肾上腺素在化学结构十分相近，现有的检测手段常将二者混淆，而该检测方式中，相同浓度的去甲肾上腺素所引发的荧光强度仅为多巴胺引起的十分之一，且所针对的大脑内，去甲肾上腺素的生理浓度远低于多巴胺的释放浓度，这也使得探针看到的主要是多巴胺，不会把去甲肾上腺素的信号误读成多巴胺，且在真实的生理状态下，这一选择性已经够用。

事实证明，GRAB～DA～ 在果蝇、斑马鱼、小鼠三套系统中得到了充分的验证，也使该工具成为了领域内的标配工具。既然尺子已经造出来了，那么接下来的问题就是要利用这把尺子，测量多巴胺这类化学信号在社会行为中到底扮演什么样的角色。

先搞清楚「识别他者状态 」的回路长什么样

2025 年 2 月 21 日，孙芳妙（当时在 UCLA 从事博士后研究）在 Science 发表了题为 A neural basis for prosocial behavior toward unresponsive individuals 的文章，报道了小鼠会对失去意识的同伴实施救援行为，并确定了相应的回路。

图 2：相关研究（图源：Science）

研究的对象是一只正常小鼠与一只被麻醉后失去意识的小鼠，在行为学上，正常小鼠表现出不断的定向舔舐被麻醉小鼠的口鼻部位，而正是这一行为，加速了失去意识同伴从麻醉中恢复的速度。这也提示小鼠的行为存在固定的靶点，且这一靶点有着切实的生理效果。

研究者也将这一环路定位到了内侧杏仁核。钙成像显示，MeA 神经元可以明确区分无意识同伴和清醒但紧张的同伴，当光遗传抑制 MeA 时，小鼠的舔舐减少，恢复延迟，反之则增强。更有意思的时，MeA 里被激活的细胞可以进一步拆分成亚群，有的被编码为「对方不动了」这一状态本身，有的则编码下一步的「舔舐口鼻」这一动作，由此也可以看出状态的识别和后续的行为动作在同一个脑区之中已经开始分化。

这一研究的价值在于，它将小鼠的行为模式由现象描述上升到了状态表征、行为输出上，且证实了这种反应存在适应性。不过，该研究留下了一个关键问题：MeA 编码的是对方所处的状态，但是对于「自身是否要实施帮助」却管不了，同时是什么使得成年个体去帮助一个非亲非故的同类？而针对这一问题，便衍生出了第三个关键问题。

追问回路来源

2026 年 3 月 4 日，孙芳妙在 Nature 上发表了题为 Shared neural substrates of prosocial and parenting behaviours 的文章，研究发现育儿经验丰富的小鼠对异常小鼠表现出的安抚行为更多。如果 MeA 负责识别、却不负责动机，那么负责动机的回路在哪里？这篇 Nature 给出了答案，动机回路借用了育儿回路。

图 3：相关研究（图源：Nature）

研究者利用小鼠育儿经验的自然差异，发现育儿经验丰富的个体对处于压力的个体表现出更多的安抚行为，而这个行为的关键脑区在 MPOA（内侧视前区）。MPOA 里表达甘丙肽的神经元群在育儿和安抚行为中均被激活，而在抑制后，这两种行为频率均同步下降。

这一发现的演化意义实际上远比环路的发现更有意义，事实上亲社会行为不需要演化出一套全新的回路，而是借用古老的育儿记忆便可。至此，这三篇文章也形成了完整的逻辑回路：工具 —— 识别回路 —— 动机回路及演化来源。

纵观孙芳妙的研究风格，大致可以分为三步：先要确保有一个可靠的测量手段，再从自然行为范式中找到因果，最后将所得的发现放入生物演化的进程中去问为什么。这三步之间不仅仅是为下一步提问，更是在为下一步准备答案。她的实验室主页上写着一句话：Life finds a way. The brain finds a way。接下来，除了继续追问神经化学信号如何在不同行为维度之间协调动机，她还计划把 「尺子」 对准系统性疾病，研究慢性炎症、激素紊乱等外周病理状态如何重塑大脑的神经化学环境。当孙芳妙在西湖大学建起自己的实验室，这条从探针到演化的链条，下一环值得期待。

注：本文仅供文献解读，学术分享，不构成任何医疗建议！

参考文献：

1. Sun F, Zeng J, Jing M, et al. A genetically-encoded fluorescent sensor enables rapid and specific detection of dopamine in flies, fish, and mice. Cell, 2018.

2. Sun F, Wu YE, Hong W. A neural basis for prosocial behavior toward unresponsive individuals. Science, 2025.

3. Lim KY, Dang J, Sun F, et al. Shared neural substrates of prosocial and parenting behaviours. Nature, 2026.

原文链接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30845-6

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adq2679

https://www.nature.com/articles/s41586-026-10327-8