当你和老朋友久别重逢时,心里涌起的那种温暖;抱着自己的孩子时,莫名的平静与满足;甚至只是听到一首熟悉的老歌,想起某段深刻的人际关系……这些感受背后,都有一种神经肽在悄悄工作,它叫催产素(oxytocin)。
催产素最初以”分娩激素”闻名——它在分娩和哺乳中起到关键作用。但过去几十年的神经科学研究揭示了它更广泛的角色:从母婴依恋到伴侣联结,从信任感知到社交奖励,催产素系统深度参与了哺乳动物社会生活的方方面面。[17] 本文将从神经生物学角度,带你理解催产素如何在大脑中塑造我们与他人之间的联结。
📋 文章目录
催产素是什么?从分子到神经肽
催产素是一种由9个氨基酸组成的神经肽,由下丘脑的室旁核(paraventricular nucleus, PVN)和视上核(supraoptic nucleus, SON)神经元合成。[19] 合成后,它沿轴突运输至垂体后叶,释放入血液循环;与此同时,大脑内部的催产素神经纤维也会将信号直接投射到众多脑区,包括杏仁核、伏隔核、海马体和前额叶皮层。
催产素在体内有两条主要”发布渠道”:
- 外周释放:经垂体后叶入血,参与分娩宫缩和泌乳反射
- 中枢释放:直接在大脑内分泌,作用于情绪、社交行为和应激反应
这两条通路可以独立激活,也可以协同作用。中枢催产素信号才是理解社会联结的核心。[19]
催产素通过与催产素受体(oxytocin receptor, OXTR)结合发挥作用。OXTR是一种G蛋白偶联受体,激活后触发细胞内多条信号级联,最终影响神经元的兴奋性、突触可塑性以及基因表达。[19]
受体分布:催产素在哪里”说话”
催产素能产生哪些效应,很大程度上取决于OXTR分布在哪里。不同脑区、不同物种、不同发育阶段,OXTR的分布模式存在显著差异。[20]
- 伏隔核(nucleus accumbens):大脑奖励中心的核心,OXTR在此的激活与社会奖励感直接相关
- 杏仁核(amygdala):情绪处理中枢;内侧杏仁核含有不同亚型的OXTR神经元,分别参与安慰行为和攻击行为[13]
- 海马体(hippocampus):与社会记忆的编码和提取相关
- 前扣带回皮层(ACC):参与共情与亲社会决策
- 下丘脑:催产素的合成源头,也接受催产素自身的反馈调节
值得注意的是,OXTR的分布在个体发育过程中动态变化,并受到性激素、早期生活经历和物种差异的影响。[20] 这意味着同样的催产素信号,在不同年龄、不同个体、不同物种的大脑中可能产生截然不同的效果。
神经回路:奖励、情绪与联结
社会联结为什么让人感到愉悦?这背后是催产素与多巴胺系统的协同作用。
在哺乳动物的大脑中,催产素和多巴胺在纹状体(包括伏隔核)内存在密切的相互作用。这种”跨系统握手”将社会认知(催产素负责的)与动机和奖励(多巴胺负责的)整合在一起,共同驱动对特定社会对象的依恋行为。[17]
简单来说:催产素帮助大脑识别”这个人是谁”,多巴胺让大脑记住”和这个人在一起感觉很好”——两者结合,就形成了选择性社会依恋的神经基础。[22]
2013年发表于《自然》的一项小鼠研究揭示了更细致的机制:在伏隔核核心区,催产素作为社会强化信号,通过激活胆碱能中间神经元,诱导5-羟色胺(serotonin)释放,进而在中等棘神经元上引发突触长时程抑制(LTD)。[12] 这条”催产素-5-羟色胺”通路是社会奖励在神经层面的重要底层机制。
Dölen等人(2013)在小鼠实验中发现,催产素在伏隔核核心区与5-羟色胺协同作用,共同编码社会奖励信号。阻断其中任一系统,均会消除小鼠对社会互动的偏好。[12] 该研究发表于《自然》期刊。
除了奖励通路,催产素还在杏仁核层面发挥重要作用:抑制其对威胁信号的过度反应,从而降低社交焦虑、增加对陌生人的接近倾向。[3] 这一机制解释了为何催产素常与”打开心扉”的感受联系在一起。
2024年,一项针对雄性北京雨燕田鼠(mandarin voles)的研究进一步细化了杏仁核的功能:内侧杏仁核中存在两种不同亚型的OXTR神经元,分别投射到前脑岛(anterior insula)和腹内侧下丘脑(VMHvl)。前者在看到受苦同伴时激活,参与安慰行为;后者在面对入侵者时激活,驱动攻击行为。[13] 这说明催产素系统并非简单地”促进友好”,而是精细调控着亲社会行为与自我保护行为之间的平衡。
配对联结:来自草原田鼠的启示
要理解催产素与社会联结的神经科学,就必须提到一个小生物:草原田鼠(prairie vole, Microtus ochrogaster)。
大多数哺乳动物(约95%)是多配偶制的;草原田鼠是少数奉行”一夫一妻制”的哺乳动物之一,会与伴侣形成持久的配对联结(pair bond)。[22] 这种特性,加上其与实验室操作的高度兼容性,使它成为研究社会依恋神经生物学的黄金模型。
Carter等人(1992)的先驱性研究发现,在雌性草原田鼠中,性交互动或直接注射催产素均可加速伴侣偏好的形成,首次直接将催产素与成年异性社会联结联系起来。[16]
随后的研究表明,草原田鼠伏隔核中OXTR的密度远高于非配对联结的近亲(如草甸田鼠),而且OXTR和多巴胺D2受体在腹侧纹状体的共表达模式是配对联结行为的关键决定因素。[25][22]
然而,2023年的一项研究带来了重要的转折:研究者用CRISPR基因编辑技术,制造出完全缺失OXTR基因的草原田鼠,令人惊讶的是,这些田鼠依然能够正常形成伴侣偏好并表现出配对联结行为,OXTR缺失的母亲也能正常分娩和喂养幼崽。[14]
Berendzen等人(2023)的研究提示,催产素受体信号并非草原田鼠配对联结的充分必要条件——大脑中可能存在代偿机制,或者其他神经肽系统(如血管加压素)在OXTR缺失时承担了相应功能。这一发现为该领域提供了新的思考方向。[14]
在治疗应用探索方面,研究者使用脑穿透性OXTR激动剂(小分子药物)在草原田鼠中测试了其对配对联结的影响,发现该激动剂在联结形成的关键窗口期,可以增强雄性草原田鼠的伴侣偏好行为,为未来临床研究提供了动物模型数据。[15]
催产素与多巴胺在配对联结中的协同作用还与药物成瘾的社会影响产生了交叉:在雄性草原田鼠实验中,反复接触安非他明(amphetamine)会损害其配对联结形成能力,而补充催产素可以逆转这种损害,这一效果依赖于伏隔核中的多巴胺信号。[11]
人类的社会联结与催产素
将草原田鼠的发现外推到人类需要谨慎,但相关人类研究也积累了一定证据。
Feldman(2017)在综述中提出,哺乳动物的依恋联结——包括母婴联结、配对联结、同伴联结和社群联结——都建立在由母亲早期照料行为塑造的共同神经系统基础上,其核心是催产素与多巴胺在纹状体的协同工作。[17] 母婴联结可能是其他类型社会联结的进化”脚手架”。
在浪漫伴侣关系层面,一项针对129对恋人的观察性研究发现:当伴侣在实验室中对参与者表达感激时,参与者体内自然循环的催产素水平越高,就越能感知到伴侣的联结行为,并报告更强烈的正向情绪体验。[7] 这表明催产素水平与伴侣关系中的情感感知紧密相连。
催产素对信任的影响是人类研究最多的方向之一。多项实验使用经鼻腔给药的方式(即鼻喷催产素,IN-OT),研究其对信任行为的影响。[3] Campbell(2010)的综述将人类催产素研究归纳为三大主题:依恋与信任、社会记忆,以及恐惧减少。
Harvey(2020)的综述探讨了音乐与催产素系统的关联:在文化群体内,共同的音乐体验可能通过激活催产素系统,促进群体内的亲社会互动、信任与合作。这一视角为催产素在更广泛社会行为中的作用提供了有趣的补充。[4]
Numan(2016)的综述提出,母婴联结的神经机制可能为其他类型的哺乳动物社会联结提供了进化模板——调控母婴联结的神经系统,通过自然选择的修饰,形成了调控伴侣联结等成年社会联结的能力。[23]
基因变异:天生的联结倾向?
个体之间在社会联结倾向上存在差异,这部分差异可以追溯到OXTR基因的遗传变异。
OXTR基因上的单核苷酸多态性(SNP) rs53576(A/G位点)是研究最多的位点之一。一项针对108名健康男性大学生的研究发现,携带GG基因型者在信任博弈任务中表现出更高的信任行为,而携带AA基因型者信任倾向较低。[2]
在社会联结层面,一项涵盖逾3500名瑞典双胞胎及其后代的大样本研究(TOSS和TCHAD队列)发现,OXTR基因的多个SNP与自报的伴侣联结行为存在关联,其中rs53576也在其中。[9]
Uzefovsky等人(2019)在青少年样本中发现,OXTR基因上的rs2254298和rs53576两个SNP与情绪识别任务中的脑活动模式有关,自闭症组与对照组的关联方向存在差异。这一观察性研究提示OXTR基因变异可能在神经层面影响社会认知的个体差异。[8]
需要强调的是,基因变异对社会行为的影响是概率性的,而非决定性的。环境、经历、文化和其他基因的互动,共同塑造了个体的社会联结特征。[20]
压力下的社会联结
面对压力时,人们往往寻求社会支持——这种”趋近而非逃离”的本能,背后有催产素系统的参与。
在雄性大鼠实验中,中等程度的压力可以促进同性同伴间的社会联结,同时伴随催产素信号的激活;而暴露于捕食者气味(一种强烈的威胁性压力源)则会干扰这一过程,破坏社会联结形成并抑制催产素信号。[10] 这提示压力的类型和强度可以决定催产素系统倾向于促进还是抑制社会联结。
Gobrogge和Wang(2015)在综述中总结,基于草原田鼠的研究表明,伴侣联结在压力应激中发挥了重要的神经保护作用,催产素和血管加压素系统共同参与了这种”社会缓冲”机制。[24]
催产素既可以被压力激活(促进求助行为),也可以通过调节下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴来缓解压力反应。社会联结——当它稳固时——本身就构成了压力缓冲器的神经生物学基础。[18]
神经发育障碍与催产素
社会联结困难是自闭症谱系障碍(ASD)的核心特征之一,这使催产素系统成为ASD研究和干预探索的重要靶点。
Hollander等人(2007)的早期临床研究将催产素静脉注射应用于15名成年自闭症/阿斯伯格综合征参与者,发现催产素组在情感性言语的理解保留方面优于安慰剂组。[6] 这是催产素作为ASD社会认知干预手段的早期探索性证据之一。
随后,多项鼻喷催产素(IN-OT)的随机对照试验在神经发育障碍患者中开展。2018年发表的一项荟萃分析纳入了17项RCT(共466名神经发育障碍参与者),分析了IN-OT对社会认知多个维度的效果。[1] 总体而言,现有研究显示IN-OT在部分社会认知指标上有改善信号,但结果尚不一致,效应量和最优给药方案仍需进一步探索。
Evans等人(2014)在综述中指出,鼻喷催产素研究面临一个核心方法学疑问:催产素作为肽类物质,理论上无法穿越血脑屏障,目前尚无直接证据证实鼻喷催产素确实到达了人脑。[21] 外周催产素信号与中枢催产素系统之间的关系,仍是该领域的重要研究议题。
Yamasue(2018)的综述系统梳理了催产素与ASD的关系,指出催产素系统功能异常可能通过多种途径参与ASD社会核心症状的形成,但靶向催产素系统的临床干预研究仍处于探索阶段,期待拥有更高脑渗透性的新一代OXTR激动剂进入临床试验。[26]
不只是”爱情激素”:复杂性与争议
催产素常被媒体简化为”爱情激素”或”信任激素”,但实际的神经科学图景要复杂得多。
一个典型的例子:在健康成人中,鼻喷催产素通常增加信任行为;但在边缘型人格障碍(BPD)患者中,同样剂量的催产素反而可能降低信任和合作意愿。[5] 这一发现提示,催产素的效果并非放之四海皆准,而是高度依赖个体的内在关系表征、依恋模式以及基础催产素系统功能状态。
Bartz等人(2011)在RCT中发现,BPD患者对鼻喷催产素的反应与健康对照组相反——催产素增加了BPD患者对信任博弈中对手行为的负面归因。这提示催产素并非单纯的”亲社会开关”,其效果受到个体基础状态的深刻影响。[5]
此外,Bosch和Neumann(2018)的综述指出,早期生活中的母亲照料质量,会通过表观遗传机制影响OXTR基因的表达,进而塑造个体成年后形成社会联结的能力。[18] 这意味着催产素系统本身也是可塑的,受到生命早期经历的深刻影响。
Young和Wang(2004)的经典综述在总结配对联结神经生物学时也指出,物种间OXTR和AVPR(血管加压素受体)在大脑中的差异性分布,可能是解释不同物种配对联结能力差异的关键,单一神经肽系统难以独立解释如此复杂的社会行为。[22]
📌 要点回顾
- 催产素的中枢作用:催产素不仅是外周激素,更在大脑内广泛投射,通过与多个脑区的OXTR结合,调控社会认知、情绪和联结行为。[19]
- 奖励回路的核心地位:催产素在伏隔核与多巴胺协同,将社会对象与奖励感绑定,这是配对联结和选择性依恋形成的神经基础。[17][22]
- 草原田鼠模型的贡献与局限:草原田鼠是研究配对联结神经生物学的重要模型,但2023年CRISPR研究提示,OXTR缺失并不一定完全消除配对联结行为,系统中存在复杂的代偿机制。[14]
- 杏仁核的精细调控:内侧杏仁核中不同亚型的OXTR神经元,分别驱动安慰行为和攻击行为,催产素系统调控的是亲社会行为的选择性分配,而非泛化的”友好”。[13]
- 基因与个体差异:OXTR基因的遗传变异(如rs53576)与信任行为和伴侣联结倾向存在关联,但基因效应是概率性的,环境和经历同样不可忽视。[2][9]
- 不是简单的”爱情激素”:催产素的效果高度依赖个体状态——在BPD患者中可能产生与健康人相反的效果;其受体分布随发育阶段、性别和物种而动态变化。[5][20]
- 早期经历的塑造作用:生命早期的照料质量通过影响OXTR的表达,塑造个体成年后的社会联结能力,提示催产素系统的功能不是固定的。[18]
📚 参考文献
- Keech B et al. (2018). Intranasal oxytocin, social cognition and neurodevelopmental disorders: A meta-analysis. Psychoneuroendocrinology. PMID: 29032324
- Krueger F et al. (2012). Oxytocin receptor genetic variation promotes human trust behavior. Frontiers in human neuroscience. PMID: 22347177
- Campbell A et al. (2010). Oxytocin and human social behavior. Personality and social psychology review. PMID: 20435805
- Harvey A et al. (2020). Links Between the Neurobiology of Oxytocin and Human Musicality. Frontiers in human neuroscience. PMID: 33005139
- Bartz J et al. (2011). Oxytocin can hinder trust and cooperation in borderline personality disorder. Social cognitive and affective neuroscience. PMID: 21115541
- Hollander E et al. (2007). Oxytocin increases retention of social cognition in autism. Biological psychiatry. PMID: 16904652
- Algoe S et al. (2017). Oxytocin and Social Bonds: The Role of Oxytocin in Perceptions of Romantic Partners’ Bonding Behavior. Psychological science. PMID: 28968183
- Uzefovsky F et al. (2019). The oxytocin receptor gene predicts brain activity during an emotion recognition task in autism. Molecular autism. PMID: 30918622
- Walum H et al. (2012). Variation in the oxytocin receptor gene is associated with pair-bonding and social behavior. Biological psychiatry. PMID: 22015110
- Muroy S et al. (2016). Moderate Stress-Induced Social Bonding and Oxytocin Signaling are Disrupted by Predator Odor in Male Rats. Neuropsychopharmacology. PMID: 26830961
- Young K et al. (2014). Oxytocin reverses amphetamine-induced deficits in social bonding: evidence for an interaction with nucleus accumbens dopamine. The Journal of neuroscience. PMID: 24948805
- Dölen G et al. (2013). Social reward requires coordinated activity of nucleus accumbens oxytocin and serotonin. Nature. PMID: 24025838
- Qu Y et al. (2024). Distinct medial amygdala oxytocin receptor neurons projections respectively control consolation or aggression in male mandarin voles. Nature communications. PMID: 39289343
- Berendzen K et al. (2023). Oxytocin receptor is not required for social attachment in prairie voles. Neuron. PMID: 36708707
- Johnson M et al. (2024). Effects of oxytocin receptor agonism on acquisition and expression of pair bonding in male prairie voles. Translational psychiatry. PMID: 39009600
- Carter C et al. (1992). Oxytocin and social bonding. Annals of the New York Academy of Sciences. PMID: 1626829
- Feldman R et al. (2017). The Neurobiology of Human Attachments. Trends in cognitive sciences. PMID: 28041836
- Bosch O et al. (2018). Oxytocin and Social Relationships: From Attachment to Bond Disruption. Current topics in behavioral neurosciences. PMID: 28812266
- Jurek B et al. (2018). The Oxytocin Receptor: From Intracellular Signaling to Behavior. Physiological reviews. PMID: 29897293
- Vaidyanathan R et al. (2017). Oxytocin receptor dynamics in the brain across development and species. Developmental neurobiology. PMID: 27273834
- Evans S et al. (2014). Intranasal oxytocin effects on social cognition: a critique. Brain research. PMID: 24239931
- Young L et al. (2004). The neurobiology of pair bonding. Nature neuroscience. PMID: 15452576
- Numan M et al. (2016). Neural mechanisms of mother-infant bonding and pair bonding: Similarities, differences, and broader implications. Hormones and behavior. PMID: 26062432
- Gobrogge K et al. (2015). Neuropeptidergic regulation of pair-bonding and stress buffering: Lessons from voles. Hormones and behavior. PMID: 26335886
- Wang Z et al. (2004). Neurochemical regulation of pair bonding in male prairie voles. Physiology & behavior. PMID: 15488548
- Yamasue H et al. (2018). Oxytocin and Autism Spectrum Disorders. Current topics in behavioral neurosciences. PMID: 28766270