競(jìng)爭(zhēng)激烈分化雄性，女性為何選擇團(tuán)結(jié)合作？一項(xiàng)研究揭示神經(jīng)活動(dòng)背后的性別差異

同一群雌性小鼠住在一起，大家按部就班、有飯一起吃；而雄性小鼠湊到一塊，不出幾天就分出了“干活兒的”和“蹭飯的”，這種有意思的性別差異，到底是怎么來(lái)的？

最近，一項(xiàng)發(fā)表于Nature的研究用自動(dòng)追蹤、神經(jīng)記錄和計(jì)算機(jī)模擬，盯著三只基因一樣的小鼠在半自然環(huán)境下生活和覓食。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，它們竟然能自己組織起來(lái)，形成穩(wěn)定的分工。并且，雄性群體中，競(jìng)爭(zhēng)越激烈，角色分化越明顯；而雌性群體則傾向于更平等、更合作的那一套玩法。

這一切的背后，竟然與大腦中“腹側(cè)被蓋區(qū)”這一區(qū)域的多巴胺神經(jīng)元脫不了干系。這項(xiàng)研究不只解釋了社會(huì)結(jié)構(gòu)是怎么從日常互動(dòng)里“長(zhǎng)”出來(lái)的，還第一次清晰地展示：多巴胺如何通過(guò)調(diào)節(jié)探索和利用的平衡，在不同性別的小鼠身上，塑造出截然不同的分工模式。

一、研究背景及目的

在動(dòng)物社會(huì)中，分工與合作是群體生存的核心，但個(gè)體如何從互動(dòng)中自發(fā)形成穩(wěn)定角色，其神經(jīng)機(jī)制長(zhǎng)期未被闡明。傳統(tǒng)的進(jìn)化博弈論多假設(shè)行為是固定的，忽略了學(xué)習(xí)、神經(jīng)調(diào)控與社會(huì)環(huán)境的動(dòng)態(tài)反饋。生產(chǎn)者-偷竊者博弈模型雖能描述資源獲取策略，卻難以解釋角色如何實(shí)時(shí)涌現(xiàn)。

為此，研究團(tuán)隊(duì)以同基因型小鼠為模型，結(jié)合高精度行為追蹤、光纖光度法與強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型，旨在回答：個(gè)體差異如何被社會(huì)情境放大？多巴胺系統(tǒng)在其中扮演什么角色？性別為何導(dǎo)致截然不同的群體結(jié)構(gòu)？通過(guò)構(gòu)建可控的“微型社會(huì)”并操縱神經(jīng)活動(dòng)，研究揭示了社會(huì)分工形成的多尺度反饋閉環(huán)。

二、研究方法及結(jié)果

1.孤立小鼠中已見策略分化

研究者首先讓雌性或雄性小鼠單獨(dú)在含有杠桿（按壓得食）與食物分配器的環(huán)境中生活5天。小鼠主要夜間活動(dòng)，逐漸學(xué)會(huì)將杠桿按壓與食物獲取關(guān)聯(lián)起來(lái)。

通過(guò)原型分析，孤立小鼠被分為兩類：完成者（按壓后立即取食，完成率高）與儲(chǔ)存者（按壓頻繁但常不取食）。

在非社交半自然環(huán)境中出現(xiàn)了不同的尋求獎(jiǎng)勵(lì)策略

雌性成為儲(chǔ)存者的概率是雄性的兩倍。利用光纖光度法記錄腹側(cè)被蓋區(qū)多巴胺神經(jīng)元活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)完成者在學(xué)習(xí)后在杠桿按壓時(shí)刻出現(xiàn)明顯的相位性活動(dòng)增強(qiáng)，提示該信號(hào)編碼了獎(jiǎng)賞預(yù)測(cè)。此外，麻醉狀態(tài)下完成者的多巴胺神經(jīng)元自發(fā)發(fā)放頻率高于儲(chǔ)存者。這說(shuō)明，即使在無(wú)社會(huì)互動(dòng)時(shí)，雌雄小鼠已表現(xiàn)出不同的探索–利用策略傾向。

小鼠的尋求獎(jiǎng)勵(lì)策略

2.性別分化的小鼠社會(huì)：工人、偷竊者與儲(chǔ)存者

研究進(jìn)一步將三只同性別、任務(wù)初始的小鼠共同飼養(yǎng)8天。行為追蹤顯示，雌雄總按壓次數(shù)相當(dāng)，但雌性完成序列的比例顯著更低，取食延遲更長(zhǎng)。

原型分析在社交情境下識(shí)別出三個(gè)角色：儲(chǔ)存者（按壓多、完成少、少競(jìng)爭(zhēng)）、工人（頻繁完成序列，食物常被同伴取走）與偷竊者（幾乎不按壓，靠吃同伴所得為生）。工人與偷竊者競(jìng)爭(zhēng)明顯，儲(chǔ)存者則相對(duì)回避競(jìng)爭(zhēng)。角色在第一天即迅速形成并穩(wěn)定維持。

令人驚訝的是，86%的雌性被歸類為儲(chǔ)存者，而87%的雄性屬于工人或偷竊者。雌性群體幾乎全為“儲(chǔ)存者三人組”，雄性群體則多為“工人+偷竊者”混合組。管測(cè)試顯示，支配等級(jí)與覓食角色無(wú)直接關(guān)聯(lián)，說(shuō)明社會(huì)等級(jí)與分工是兩個(gè)獨(dú)立維度。

群體中出現(xiàn)了不同的性別依賴性策略

3.多巴胺信號(hào)與角色一一對(duì)應(yīng)

在記錄腹側(cè)被蓋區(qū)多巴胺活動(dòng)時(shí)，所有小鼠在食物送達(dá)時(shí)均有相位性增強(qiáng)。但在杠桿按壓時(shí)刻，工人對(duì)自己的按壓有顯著反應(yīng)（符合獎(jiǎng)賞預(yù)測(cè)），而偷竊者對(duì)同伴的杠桿按壓產(chǎn)生反應(yīng)，表明同伴的行為對(duì)偷竊者而言已成為獎(jiǎng)賞預(yù)測(cè)信號(hào)。

偷竊者的這種反應(yīng)僅在“聚焦”狀態(tài)（朝向杠桿或分配器）時(shí)出現(xiàn)。在原型空間中，對(duì)自己按壓的反應(yīng)在工人和儲(chǔ)存者頂點(diǎn)更強(qiáng)，對(duì)同伴按壓的反應(yīng)則在偷竊者頂點(diǎn)最強(qiáng)。

麻醉后記錄還發(fā)現(xiàn)，社交經(jīng)歷使雄性多巴胺神經(jīng)元發(fā)放頻率升高，而雌性不變；且越接近儲(chǔ)存者原型的個(gè)體發(fā)放頻率越低。這表明，多巴胺能狀態(tài)既受社會(huì)經(jīng)歷塑造，又與角色選擇密切相關(guān)。

社會(huì)角色的多巴胺相關(guān)性

4.計(jì)算模型揭示“探索–利用”權(quán)衡是關(guān)鍵

研究者構(gòu)建了Q學(xué)習(xí)模型，核心參數(shù)是“逆溫度”β，β越高越傾向利用已知策略，越低越愛(ài)探索。孤立環(huán)境下，高β小鼠像“完成者”，低β像“儲(chǔ)存者”。設(shè)定雄性β更高，就能復(fù)現(xiàn)孤雌雄差異。

群體中更有趣：三只高β電子小鼠即使參數(shù)完全相同，也會(huì)自發(fā)分化為“工人”與“偷竊者”；而低β組始終步調(diào)一致。競(jìng)爭(zhēng)加上一點(diǎn)偶然性（誰(shuí)先搶到食物），正反饋會(huì)放大初始差異：先占便宜者成了偷竊者，同伴被迫多干活變成工人。數(shù)學(xué)分岔分析表明，β一旦超過(guò)臨界值，系統(tǒng)就發(fā)生對(duì)稱破缺，出現(xiàn)兩種穩(wěn)定角色。β，就是這個(gè)社會(huì)開關(guān)。

5.混群與神經(jīng)操控驗(yàn)證模型預(yù)測(cè)

研究做出三項(xiàng)預(yù)測(cè)并逐一驗(yàn)證。第一，將一只雄性（高β）加入兩只雌性（低β）組，預(yù)測(cè)會(huì)打破雌性均勻性，雄性傾向成為偷竊者。

實(shí)驗(yàn)操作流程

實(shí)驗(yàn)證實(shí)：混合組中儲(chǔ)存者大幅減少，多數(shù)三鼠組形成工人–偷竊者組合。將一只經(jīng)驗(yàn)豐富的偷竊者與兩只初始雄性同居，偷竊者在85%的情況下角色發(fā)生轉(zhuǎn)變，說(shuō)明角色非固有，由當(dāng)前群體動(dòng)態(tài)決定。

另外，通過(guò)光遺傳提高雄性多巴胺神經(jīng)元興奮性（模擬降低有效β），發(fā)現(xiàn)三只均被刺激的組中出現(xiàn)了原本雌性典型的儲(chǔ)存者；通過(guò)化學(xué)遺傳抑制雌性多巴胺神經(jīng)元（模擬提高有效β），則三只均被抑制的組中出現(xiàn)了雄性典型的偷竊者。這些操控均在任務(wù)開始前完成，證實(shí)多巴胺基礎(chǔ)活性直接調(diào)控分工傾向。

三、總結(jié)

本研究首次構(gòu)建了從個(gè)體決策參數(shù)到群體社會(huì)分工的完整閉環(huán)：腹側(cè)被蓋區(qū)多巴胺系統(tǒng)通過(guò)調(diào)控“探索–利用”權(quán)衡，決定了小鼠在競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境中是成為生產(chǎn)者還是偷竊者。

雄性因高β值更易因競(jìng)爭(zhēng)與偶然性分化出工人與偷竊者，雌性則因低β值保持合作與統(tǒng)一。這一機(jī)制具有高度可塑性：改變?nèi)后w組成或調(diào)控多巴胺活性即可重塑角色分配。

研究突破了“社會(huì)角色由基因固定”的傳統(tǒng)觀念，揭示分工實(shí)為學(xué)習(xí)、社會(huì)反饋與神經(jīng)狀態(tài)相互作用的涌現(xiàn)現(xiàn)象，為理解更復(fù)雜社會(huì)系統(tǒng)中的個(gè)體與集體行為提供了全新框架。

參考資料：

[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

來(lái)源｜梅斯學(xué)術(shù)撰文｜Catherine編輯 | 目兮