Cell子刊：社会性隔离可能影响大脑发育，导致行为异常
长久以来，普遍的认知中一直将人类判定为是社会动物。而社会的概念，则是由一群人长期生活在一起组成的，这其中的各类设施和环境条件可以满足人们的各种需求。人际关系则是社会的产物，其存在是为了满足人类社会关系的需求，通过互相给予东西和接受东西的过程相互接触。与此同时，在一个社会中，有基于相似性和差异性而产生的亚群体。作为社会动物，人类在亚群体和整个社会中，来获得食物、保护、教育、舒适和社会提供的各种其他服务。人们在这样社会性的活动中，来满足自己自己的需求，也成为社会的一员。
如果长期没有社会活动，个体会变成怎样？下面这一则对于熊蜂的社会性孤立后的行为学和神经学的新研究或许会对我们有些启示。
5月17日，普林斯顿大学生态学与进化生物学系的Yan Wang et al在Cell子刊《Current Biology》上发表的通过对熊蜂的隔离孤立后的行为和基因组学研究，进一步探索了隔离对熊蜂社会性接触的影响。总体的研究结果向我们揭示了，隔离孤立后的熊蜂在社会性互动中降低了个体间相互作用的特异性；不仅如此，隔离孤立后的熊蜂还表现出大脑转录组失调的特征。被孤立后熊蜂大脑发育轨迹不稳定，且具有随机性。该研究反映了熊蜂需要保持一定的社会接触。来维持正常的社会行为和神经生物学特征。
在这项研究中，研究员们利用新的高通量工具，从行为，分子和神经解剖学的角度全面研究了对熊蜂进行孤立分离后的影响。
首先他们对熊蜂进行完全的隔离和分组，并将新出生的熊蜂转移到其它地方饲养，然后待其各自在孤立环境下成长后分析它们各自单独时的行为，以及与另一只熊蜂配对时的行为。研究员们发现，当它们处于单独状态时，不同的饲养条件下的个体都表现出不同的行为特征。当与同种配对时，以小群体或出生群体饲养的（非孤立）熊蜂表现出类似的行为特征。然而，孤立后的熊蜂比群体饲养的熊蜂，表现出更多的社交互动。为了确定这些差异的神经生物学相关性，研究员们进一步量化了大脑基因表达，并测量了来自每种饲养条件的个体子集的关键大脑区域的体积。
图1：实验情况汇总图。
如上图（图1）所示，熊蜂们在生命初期就被进行了分组管理，分别进行了大蜂群、小群体蜂、和孤立隔离蜂的饲养处理。而经过孤立隔离后的熊蜂，明显表现出了花更多时间在社交接触上的倾向，同时特异性也更强（意味着和某一个社交对象所接触的粘性更强），而脑部的发育也与群居的蜂群具有更大的差异。
更具体的实验结果和数据如图2所示。基于实验的观察和数据分析结果，当它们的胸腔间距离小于2厘米时，实验员即判定熊蜂们为有社交关联，当它们相距较远，即胸腔距离大于2厘米时，则判定没有社交关联。与同批实验的大蜂群或小群体饲养的蜂相比，成对孤立的熊蜂发生与其它熊蜂的胸间距离<2 cm的概率最高，如非重叠标准误差区域所示（图2A）。因此，与社群饲养的熊蜂不同，孤立的熊蜂在所有配对中与社会伙伴的联系时间最多。
此外，图2C反映了在社交活动中，各类熊蜂的行为学差异。正值表示在社交活动中，此类行为相比单独的时候有所增加，而负值则表示减少。被孤立过的熊蜂在静止、触角活动、刷洗行为、活动、和快速活动，这5项行为特征中，在其中的五分之四的行为上都表现出与群居蜂的明显差异，或是明显更高，或是明显更低。孤立的熊蜂在社交时会进行更多的静止和触角活动行为，但运动和快速运动行为都明显较少（图2C）。
图2. 黄色/Col即为大蜂群，紫色Grp即为小群体蜂，深蓝色Iso即为孤立隔离蜂。
以上的行为学测定结果表明，孤立的和群体饲养的熊蜂在单独环境中都表现出不安的行为特征。然而，在成对的社交测定中，孤立后的熊蜂在靠近伴侣熊蜂时，对其产生的行为具有广泛而显著的变化，它们表现出运动减少，然而静止和触角行为的提高。相比之下，群体饲养的熊蜂，其行为不会很大的受到社交的影响。孤立的熊蜂在与伴侣熊蜂的触角到触角接触中花费的时间也显示出很大的差异，而群体饲养的熊蜂则更均匀。这表明，虽然群体饲养条件的蜂巢外环境改变了熊蜂在独处时的行为，但只有孤立的熊蜂在社会伴侣面前会产生被干扰的行为。
而这些行为学差异表明，这些实验组之间很可能存在着潜在的神经生物学差异。为了更好地了解这些行为变化的分子基础，研究员使用TM3′seq（一种基于tagmentation的3′富集RNA测序方法）对熊蜂的子集（孤立蜂，n = 16;小群体蜂，n = 15;大蜂群蜂，n = 9）进行了全脑转录组测序，如图3所示。
图3：（A）基因表达分析分析。有94个基因的表达在孤立和大蜂群饲养的熊蜂之间有显着不同（DESeq2，FDR<0.05）。同时，有27个基因的表达在孤立熊蜂和小群体饲养的熊蜂之间有显著差异。维恩图显示了这两组之间重叠的6个基因。群体和蜂群饲养的熊蜂之间没有差异表达的基因。（B–G）有表达差异的6个基因的归一化计数，黄色/Col即为大蜂群，紫色Grp即为小群体蜂，深蓝色Iso即为孤立隔离蜂。6个基因分别为apoLp， apolipophorins; csad，半胱氨酸亚磺酸脱羧酶; hsp83，热休克蛋白83; 97hsp，97kDa热休克蛋白; ltk，白细胞酪氨酸激酶受体; srrm2，丝氨酸/精氨酸重复基质蛋白2。
综上，研究结果表明，隔离会增加其后的社交互动差异，并且会破坏一定的基因表达和大脑发育。在社会群体中的适量社会交互，是维持大脑正常发育和典型社会行为的重要因素。作为一个持续运行的系统，每个社会都必须满足某些共同的需求。这些需求因不同类型的社会而不同，因此也是特定社会群体中的基本需求。而没有组成这个群体的个体，也就是说，社会群体就无法存在，就像没有细胞的有机体无法存在一样。社群的存在为其成员提供营养和所需品，还可以保护成员免受自然危险和敌人的伤害。
也许这样一项熊蜂的研究，对于当下因为疫情而改变了社会生活方式的我们，有一定的启示意义。与熊蜂相比，人的社会性团体合作更是引入了新的创造和新的需求，这不仅涉及个人，更涉及整个社会。人们通过文化传播来满足更高一层次的需求，并且通过学习，通过知识和态度的传递，产生文化的传播和积累。所以，虽然疫情之下有很多的不得已，但也许学习和网络活动可以一定程度上维持相应的社交体验和精神需求。
参考资料：
Wang ZY, McKenzie-Smith GC, Liu W, Cho HJ, Pereira T, Dhanerawala Z, Shaevitz JW, Kocher SD. Isolation disrupts social interactions and destabilizes brain development in bumblebees. Curr Biol. 2022 May 12:S0960-9822(22)00702-3. doi: 10.1016/j.cub.2022.04.066. Epub ahead of print. PMID: 35584698.
