在大家的日常，角逐无所不在。是什么造就了社会博弈中的胜利者，这背后有着什么样的神经生物学机制和原理？众所周之，影响社会角逐的输和赢，既有内在，也有外在的原因。内在原因除去身体力量等先天物理原因，更多与个体的精神力量有关：譬如在角逐中的勇气、信心和坚持不懈的持久耐力。而外在原因中非常重要的一点是个体之前历程过的输赢历史。拳王泰森过去锒铛入狱，出狱后重新摘得拳王桂冠并不是易事。他的经纪人巧妙地为他安排了两场与实力较弱对手的对抗赛。在取得这两场比赛之后不久，泰森就战胜了实力强悍的对手，重新获得拳王桂冠。泰森的经纪人按排的策略，借助的就是心理学中的胜利者效应：先前的获胜历程会使之后的胜利变得愈加容易。然而胜利者效应的神经科学机制还罕为人知。
2017年7月14日，浙江大学求是高等研究院系统神经与认知科学研究所和医学院神经科学研究中心的胡海岚研究组在《科学》杂志以长文形式发表了题为《胜负历程重塑丘脑到前额叶皮层环路以调节社会角逐优势》的文章。该文章使用测试小鼠社会角逐的行为学范式：钻管测试和热源争夺测试，并结合在体多通道电生理记录，光遗传学、药理遗传学调控，与在体神经可塑性记录和光诱导突触长时程性增强、减弱等前沿神经生物学研究方法，说明了前额叶皮层调控社会角逐中输赢的机制，并发现中背侧丘脑-前额叶皮层这一神经环路介导胜利者效应。
六年之前，胡海岚研究组过去在《科学》杂志发表文章，提出钻管测试这一行为范式可以体现小鼠的社会等级关系，并提示大脑内侧前额叶这一脑区的神经活动可以调节小鼠在社会角逐中的地位。在新的工作中，为了进一步探究在社会角逐中输赢决定的神经科学机制，胡海岚研究组的博士生周亭亭和朱鸿在小鼠进行钻管比试时对其前额叶皮层进行了多通道的在体电生理记录。通过对行为和和单细胞神经活动的有关性剖析，她们发现前额叶皮层的神经元的活动在小鼠消极后退时没变化，但当小鼠付出努力（推挤和抵抗）时有显著增强。当她们借助药理遗传学方法减少小暑前额叶皮层活动性时，察看到小鼠在钻管测试中的推挤行为显著降低，并且减少了等级地位。反之，借助光遗传学的办法（一种借助激光来瞬时、特异激活神经元的方法）激活前额叶皮层使小鼠在钻管测试中主动发出更多的推挤，使原先低等级小鼠战胜原先高等级的对手，达成逆袭。
在用光遗传学激活小鼠前额皮层使之取得钻管测试的实验中，她们察看到后续不给光时，有的小鼠会保持升高的等级，而另外一些小鼠会恢复原先的等级。这一现象引起了她们的强烈兴趣，通过仔细对比剖析这两类小鼠的输赢历程，她们发现保持等级的小鼠先前有6次以上被光诱导而战胜对手的历程，而光照小于5次的小鼠大多数都恢复了原先的等级。这种先前胜负历程影响后续比赛输赢的现象恰恰体现了心理学中的胜利者效应。
为了进一步探索胜利者效应的神经环路机制，周亭亭等巧妙地结合光遗传学的办法记录了从中缝背侧丘脑投射往前额叶皮层的神经环路在重复胜利历程前后的变化，发现重复的胜利历程显著地增强了该神经环路的突触（神经细胞间传递信息的重要结构）连接的强度。之后她们又借助光遗传学人为诱导导致这个环路上长时程的突触增强（LTP），发现这种突触连接的增强足以长期提高小鼠的等级地位。反之，诱导长时程突触连接的减弱（LTD）使胜利者效应完全消失。这一系列实验充分必要地证明了成功历程会重塑中缝背侧丘脑到前额叶皮层的突触连接强度，从而影响后续角逐中的表现。
为了察看角逐优势是不是可以迁移到不一样的行为范式中，胡海岚课题组的研究生范郑晓又打造了新的测试等级的行为学范式－－热源争夺测试：同笼四只小鼠在寒冷环境中会去争夺温暖的窝。有意思的是，在钻管测试中获得重复胜利历程的小鼠，在热源争夺中也会更容易获胜。这一结果初次说明胜利者效应可以从一种行为学范式迁移到其他的行为中。
这项研究结合了行为学、电生理、光遗传等多层次方法，初次确定了前额叶皮层对社会角逐的动态控制，首次发现了哺乳动物大脑中胜利者效应的神经环路，并且发现了胜利者效应在不同行为学范式中的迁移效应。因为社会角逐导致的社会地位与健康情况息息有关，这为研究社会行为有关的疾病提供了治疗思路，并且为在竞赛中提升选手成绩的行为练习方案提供了理论依据。
该课题由博士生周亭亭，朱鸿和范郑晓等在胡海岚教授的指导下一同完成。其他的合作者包含中科院神经所的王征研究员，中科院深圳先进研究院的詹阳研究员和华师大的林龙年教授等。课题受浙江大学985基金、科技部973项目，中国科学院先导计划B，神经科学国家重点实验室、国家杰出年轻人基金等资助。
文章作者范郑晓、朱鸿、胡海岚、周亭亭
