社会和奖励信号处理及其关联是社会动机的关键元素。尽管使用奖励学习来改善自闭症谱系障碍（ASD）患者的社交互动，但其潜在的神经机制尚不清楚。在这里，我们发现小鼠内侧前额叶皮层（mPFC）中社会和奖励信号有不同的但联合的神经元表征。我们还发现，在Shank2基因敲除小鼠（一种ASD小鼠模型）的mPFC中，社会信号处理被选择性破坏，而奖励信号处理保持完整。此外，奖励学习不仅使Shank2基因敲除小鼠能够将社会刺激与奖励可用性关联起来，而且还挽救了受损的社会信号处理。这些发现为奖励学习在ASD中的治疗用途提供了神经基础方面的见解。
一、引言
社会互动常常与奖赏体验交织在一起，从而产生社会动机。缺乏社会动机是自闭症谱系障碍（ASD）的一个决定性特征，也是其诊断标准之一。¹ 社会信号处理和基于奖赏的学习是社会动机的两个重要元素。因此，理解ASD中社会和奖赏处理如何发生改变，对于理解ASD的神经基础至关重要，但我们在神经元水平上对此问题的理解仍然有限。目前，ASD尚无明确的治疗方法，但利用正强化的行为干预被应用于ASD患者，以改善他们的社会行为表现。
内侧前额叶皮层（mPFC）是负责社会和奖赏神经回路的核心神经解剖枢纽，它整合多种类型的信息以调节复杂的社会行为。mPFC与其他社会行为相关脑区相连，包括伏隔核、腹侧被盖区、杏仁核和海马CA1区，并对社会刺激表现出选择性反应。操纵mPFC可以调节社会动机，甚至挽救ASD模型小鼠的社交能力。此外，mPFC是奖赏回路的关键组成部分，能够编码奖赏信息并调节寻求奖赏的行为。因此，mPFC为研究社会信号和奖赏信号处理之间可能存在的关联提供了最佳机会。然而，目前尚不清楚这两种形式的信息是由分离的还是重叠的神经元群体处理的，以及它们的反应如何相互影响。此外，在ASD中，社会和奖赏信号处理如何被选择性和差异化地影响，以及奖赏学习后社会表征是否在神经元水平出现，仍有待研究。
针对ASD患者的行为疗法的目标是，即使在不再提供奖励的情况下，也能在社会行为上产生持久的改善。此外，一个关键问题是基于奖励的疗法是否能促进将改善的行为迁移到治疗期间未曾遇到过的新颖社会情境中。这就提出了奖励学习是否能普遍提高大脑处理社会信息能力的问题。尽管人类心理社会干预在改善ASD患者社会行为方面似乎成功（尽管效果有限），但目前尚不清楚行为疗法的积极效果是由于社会信号神经处理的改善，还是仅仅由于在先前学习过的社会情境中行为得到了强化。因此，了解奖励学习是否以及如何改善ASD中的社会信号处理，对于制定治疗ASD的策略将非常重要。然而，据我们所知，我们在神经元水平上对此问题的理解甚少。
在本研究中，我们开发了一种新的行为范式，使我们能够同时研究社会处理和奖赏处理。我们发现，在Shank2基因敲除（Shank2⁻/⁻）小鼠（一种广泛使用的ASD小鼠模型）中，奖赏学习可以挽救其mPFC中选择性受损的社会信号处理。
二、结果
Shank2⁻/⁻ 小鼠的社会信号处理选择性受损
为了阐明野生型（WT）和Shank2⁻/⁻ 小鼠内侧前额叶皮层（mPFC）如何处理和表征社会信息，以及研究奖励学习如何影响其社会信号处理，我们设计了一项社会性与非社会性气味辨别任务。受试小鼠被放置在一个转盘前，中间由一扇窗户隔开，转盘上有四种提示物：两种社会性提示和两种非社会性提示。该任务在设计时考虑了奖励关联，即当引入舔舐端口时，一种社会性提示和一种非社会性提示会与奖励相关联，从而使每种提示具有不同的社会类别和不同的奖励类别。所有受试小鼠在参与行为训练前，均在mPFC接受了病毒载体注射和GRIN透镜植入，以进行在体钙成像（图1A）。
图1. Shank2⁻/⁻小鼠的社会信号处理选择性受损(A) 训练时间表示意图。(B) 上：被动呈现期间的行为装置示意图。下：任务结构。(C) 示例小鼠的成像区域组织学图像（上）和检测到的感兴趣区域（下）（比例尺：上面板和下面板分别为1 mm和100 µm）。(D) 一个社会细胞的示例。示例社会细胞的神经活动热图（上）和示例社会细胞对每种提示的平均活动（下）。时间0表示窗户打开。(E) 被动呈现期间，WT和Shank2⁻/⁻小鼠中社会细胞比例的比较（非配对t检验，WT n = 9, Shank2⁻/⁻ n = 8, p < 0.001）。(F) WT和Shank2⁻/⁻小鼠社会信息的SVM解码准确率。时间0表示窗户打开。(G) WT和Shank2⁻/⁻小鼠社会信息SVM解码准确率的比较（非配对t检验，WT n = 9, Shank2⁻/⁻ n = 8, p < 0.001）。(H) WT小鼠三次被动呈现阶段的社会信息SVM解码准确率。时间0表示窗户打开。(I) WT小鼠第1天和第3天社会信息SVM解码准确率的比较（配对t检验，n = 7, p = 0.033）。(J) Shank2⁻/⁻小鼠三次被动呈现阶段的社会信息SVM解码准确率。时间0表示窗户打开。(K) Shank2⁻/⁻小鼠第1天和第3天社会信息SVM解码准确率的比较（配对t检验，n = 8, p = 0.011）。
为了研究奖励学习前mPFC的社会信号处理，受试小鼠经历了被动呈现阶段，即提示物呈现时不提供任何奖励（图1B）。窗户打开后，向受试小鼠呈现一个从四种提示物中随机选择的提示，持续4至6秒。提示呈现结束后，窗户关闭，随后是约8秒的试次间隔。提示呈现的时长在试次间随机化，以减少奖励学习阶段的预期性舔舐。我们通过微型显微镜🔬在体钙成像技术，监测了小鼠执行任务时表达GCaMP6f的mPFC神经元的活动（图1C）。
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WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠对提示的平均钙响应总体上相似，表明神经元的平均活动水平没有差异；然而，在Shank2⁻/⁻ 小鼠中，对社会性提示产生激活或抑制反应的mPFC神经元数量少于WT小鼠（图S1A和S1B）。对社会性与非社会性气味刺激反应存在差异的"社会"神经元（图1D）的比例，在WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠中分别为21.2% ± 3.4% 和 4.0% ± 0.9%，两者之间存在显著差异（图1E）。
接下来，我们测试了mPFC神经元的群体活动模式是否能区分社会性和非社会性气味。我们训练了一个支持向量机（SVM）解码器来对社会性和非社会性气味试次进行分类，并使用留一交叉验证程序计算了解码准确率。在WT小鼠中，神经元群体对社会性与非社会性提示的解码准确率在窗户打开后约0.5秒内接近随机水平，随后迅速增加至一个平台期。相反，在Shank2⁻/⁻ 小鼠中未观察到这种解码准确率的增加（图1F）。Shank2⁻/⁻ 小鼠神经元群体对社会性与非社会性提示的解码准确率显著低于WT小鼠：WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠的正确解码准确率分别为72.1% ± 3.2% 和 48.9% ± 1.5%（图1G）。SVM解码的差异并非由于用于群体解码的细胞数量差异所致（图S2A）。此外，使用WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠间匹配细胞数量进行的群体解码也显示出一致的结果（图S2B）。
此外，我们还研究了在重复暴露于相同提示的情况下，群体水平的社会信息神经表征如何变化。在WT小鼠中，随着连续3天重复暴露于提示，群体解码准确率随之增加（图1H和1I），这与之前的观察结果一致，即WT小鼠的社会表征会随着天数推移出现经验依赖性的精细化。¹² 相反，在Shank2⁻/⁻ 小鼠中，群体解码准确率随着熟悉化而下降（图1J和1K）。总而言之，这些结果表明，在WT小鼠中，社会性和非社会性气味可以通过mPFC的神经元活动来区分，但这种能力在Shank2⁻/⁻ 小鼠中受损。
Shank2⁻/⁻ 小鼠可以学习社会刺激与奖励可用性之间的关联
在被动呈现阶段之后，受试小鼠进入奖励学习阶段。该任务结构与被动呈现阶段相同，只是在受试小鼠前方设置了一个舔舐端口（图2A）。训练小鼠仅对一种社会性提示和一种非社会性提示产生舔舐反应，而对其他提示则抑制舔舐。在其中一种社会性和非社会性提示上附加奖励成分，使得每种提示分属不同的社会和奖励情境（图2B）。
图2. WT与Shank2⁻/⁻小鼠奖励任务行为表现的比较(A) 奖励学习期间行为装置示意图。(B) 按社会和奖励情境分类的提示表格。(C) WT和Shank2⁻/⁻小鼠奖励学习的时间进程。平均时间进程为不透明颜色，个体时间进程为半透明颜色。虚线表示高性能标准。(D) WT和Shank2⁻/⁻小鼠达到行为标准所需阶段数的比较（WT为5.6 ± 0.8个阶段，Shank2⁻/⁻为12.0 ± 1.2个阶段；非配对t检验，WT n = 7, Shank2⁻/⁻ n = 6, p < 0.001）。(E) 左：所有试次正确率的比较（非配对t检验，7只WT小鼠共19个阶段，6只Shank2⁻/⁻小鼠共18个阶段，p = 0.19）。中：社会性试次（非配对t检验，7只WT小鼠共19个阶段，6只Shank2⁻/⁻小鼠共18个阶段，p = 0.31）。右：非社会性试次（非配对t检验，7只WT小鼠共19个阶段，6只Shank2⁻/⁻小鼠共18个阶段，p = 0.20）。相同颜色的圆圈表示来自同一只小鼠的阶段。(F) WT和Shank2⁻/⁻小鼠决策偏向的比较（非配对t检验，WT n = 19个阶段，Shank2⁻/⁻ n = 18个阶段，p < 0.001）。相同颜色的圆圈表示来自同一只小鼠的阶段。(G) 训练良好的WT（左）和Shank2⁻/⁻（右）小鼠的舔舐反应点阵图，以反应期开始时间为基准对齐。反应期是窗户关闭到试次结束之间的2秒，用绿色阴影表示。(H) WT（蓝色）和Shank2⁻/⁻（红色）小鼠的舔舐率（均值 ± 标准误）（WT n = 7, Shank2⁻/⁻ n = 6），以反应期开始时间为基准对齐。(I) WT和Shank2⁻/⁻小鼠在CS+小鼠试次（左）和CS+气味试次（右）中，反应期前、反应期中和反应期后舔舐率的比较（非配对t检验，WT n = 7, Shank2⁻/⁻ n = 6。对于CS+小鼠试次：反应期前p = 0.23，反应期中p = 0.14，反应期后p < 0.001。对于CS+气味试次：反应期前p = 0.26，反应期中p = 0.053，反应期后p = 0.0015）。
尽管Shank2⁻/⁻ 小鼠平均需要多经历6.4个训练阶段才能达到80%正确率的行为标准（图2C和2D），但在达到标准后的表现上，WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠之间具有可比性（图2E）。当分别评估社会性和非社会性试次的表现时，WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠之间没有差异（图2E）。这表明，一旦学会，Shank2⁻/⁻ 小鼠能够像WT小鼠一样熟练地区分社会性和非社会性提示，并且无论提示的社会类别如何，它们都保留了将气味提示与奖励可用性关联起来的潜在能力。
有趣的是，我们观察到Shank2⁻/⁻ 小鼠没有表现出舔舐行为偏向，而这种偏向通常在WT小鼠的Go/No-Go任务中被观察到（图2F, S3A和S3B）。与WT小鼠相比，Shank2⁻/⁻ 小鼠在获得奖励后还表现出更高频率的持续性舔舐（图2G–2I）。总而言之，这些结果表明，尽管学习速率较WT小鼠慢，但Shank2⁻/⁻ 小鼠能够形成对社会和非社会刺激的刺激-奖励关联。
奖励学习后 Shank2⁻/⁻ 小鼠的社会信号处理得到改善
我们的任务设计使我们能够在奖励任务期间，在单个神经元水平和神经元群体水平上检查社会和奖励信息的神经表征。在训练良好的小鼠中，能够区分社会性和非社会性提示的"社会"细胞的比例，在WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠中分别为 25.6% ± 3.7% 和 14.9% ± 3.9%（图3A）。能够区分奖励关联和非奖励关联提示的"奖励"细胞的比例，在WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠中分别为 17.4% ± 2.7% 和 23.8% ± 2.5%（图3A）。虽然社会神经元和奖励神经元在很大程度上是不同的群体，但它们显示出显著的关联性，即两个群体之间的重叠高于偶然预期的水平，这表明两种表征之间存在联合编码（在所有小鼠中合并神经元的卡方检验，WT中 p < 0.001，Shank2⁻/⁻ 小鼠中 p < 0.001）。此外，还存在一些神经元受到社会和奖励类别组合的调节，但不受单独的社会或奖励类别调节，即具有显著交互作用的神经元（图3A）。在奖励学习后，WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠的社会细胞和奖励细胞的比例没有显著差异（图3B和3C）。
图3. 奖励学习后Shank2⁻/⁻小鼠的社会信号处理得到挽救(A) WT（左）和Shank2⁻/⁻（右）小鼠中社会细胞、奖励细胞及两者兼具细胞的比例（WT n = 7, Shank2⁻/⁻ n = 6）。(B) 奖励学习后，WT和Shank2⁻/⁻小鼠社会细胞比例的比较（非配对t检验，WT n = 7, Shank2⁻/⁻ n = 6, p = 0.071）。(C) 奖励学习后，WT和Shank2⁻/⁻小鼠奖励细胞比例的比较（非配对t检验，WT n = 7, Shank2⁻/⁻ n = 6, p = 0.11）。(D) WT和Shank2⁻/⁻小鼠社会信息的SVM解码准确率。时间0表示窗户打开。(E) 社会信息SVM解码准确率的比较（非配对t检验，WT n = 7, Shank2⁻/⁻ n = 6, p < 0.001）。(F) WT和Shank2⁻/⁻小鼠奖励信息的SVM解码准确率。时间0表示窗户打开。(G) 奖励信息SVM解码准确率的比较（非配对t检验，WT n = 7, Shank2⁻/⁻ n = 6, p = 0.68）。(H) WT（左）和Shank2⁻/⁻（右）小鼠在奖励学习前后社会细胞比例的比较（非配对t检验。WT：学习前 n = 9, 学习后 n = 7, p = 0.40。Shank2⁻/⁻：学习前 n = 8, 学习后 n = 6, p = 0.0078）。(I) WT和Shank2⁻/⁻小鼠社会细胞比例变化倍数的比较（非配对t检验，WT n = 7, Shank2⁻/⁻ n = 6, p = 0.037）。(J) WT（左）和Shank2⁻/⁻（右）小鼠在奖励学习前后社会信息SVM解码准确率的比较（非配对t检验。WT：学习前 n = 9, 学习后 n = 7, p < 0.001。Shank2⁻/⁻：学习前 n = 8, 学习后 n = 6, p < 0.001）。
接下来，我们在神经元群体水平上检查了社会和奖励信息的神经表征。WT小鼠的社会信息解码准确率高于Shank2⁻/⁻ 小鼠（图3D和3E），而奖励信息的解码准确率在WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠中具有可比性（图3F和3G）。社会信息的解码准确率在WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠中均有所增加。在WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠中，当计算限定在奖励试次内时，其解码准确率均高于非奖励试次（图S4A–S4F）。这些结果表明，虽然Shank2⁻/⁻ 小鼠在社会信号处理方面存在缺陷，但其奖励信号处理与WT小鼠相似。
与被动呈现阶段相比，WT小鼠中社会细胞的比例没有显著增加，但在Shank2⁻/⁻ 小鼠中，社会细胞的比例显著增加（图3H）。社会细胞比例的变化倍数在Shank2⁻/⁻ 小鼠中显著大于WT小鼠（图3I）。社会信息的解码准确率在WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠中均有所增加（图3J）。用于群体解码的细胞数量在WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠之间具有可比性（图S4G）。此外，使用WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠间匹配细胞数量进行的群体解码也显示出一致的结果（图S4H）。在WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠中进行的细胞水平和群体水平的配对分析显示了一致的结果（图S5A–S5D）。总而言之，这些结果表明，社会和奖励信息由mPFC神经元中不同但重叠的亚群所表征，并且在被动呈现阶段缺失的社会细胞，在Shank2⁻/⁻ 小鼠经过奖励学习后出现了。
奖励学习期间出现稳定的社会表征
接下来，我们研究了在奖励学习期间社会和奖励信息是如何出现的。社会信息的群体解码准确率随着奖励任务行为表现的提高而增加（图4A）。具体而言，Shank2⁻/⁻ 小鼠的社会信息解码准确率从随机水平开始，以与WT小鼠相似的速率增加。这些结果表明，奖励学习的进展与社会信息神经元表征的出现之间存在相关性。在奖励学习期间，WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠奖励信息解码准确率的改善相似，表明Shank2⁻/⁻ 小鼠的奖励处理是完好的（图4B）。
图4. 出现的社会表征保持显著稳定性(A) 社会信息的SVM解码准确率与行为表现之间的相关性（WT：r = 0.72, p < 0.001；Shank2⁻/⁻ 小鼠：r = 0.73, p < 0.001）。每个点代表来自7只WT和6只Shank2⁻/⁻ 小鼠的每个阶段数据。拟合线为每只小鼠回归线的均值 ± 标准误。(B) 奖励信息的SVM解码准确率与行为表现之间的相关性（WT：r = 0.65, p < 0.001；Shank2⁻/⁻ 小鼠：r = 0.60, p < 0.001）。(C) WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠连续两天社会信息辨别指数值相关系数的比较（非配对t检验，WT n = 7, Shank2⁻/⁻ n = 6, p = 0.023）。(D) WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠连续两天奖励信息辨别指数值相关系数的比较（非配对t检验，WT n = 7, Shank2⁻/⁻ n = 6, p = 0.86）。(E) Shank2⁻/⁻ 小鼠在奖励学习前后被动呈现阶段社会细胞比例的比较（非配对t检验，学习前 n = 8, 学习后 n = 6, p = 0.030，且与随机水平相比 p < 0.001）。(F) Shank2⁻/⁻ 小鼠在奖励学习前后社会信息的SVM解码准确率。时间0表示窗户打开。(G) Shank2⁻/⁻ 小鼠在奖励学习前后社会信息SVM解码准确率的比较（非配对t检验，学习前 n = 8, 学习后 n = 6, p = 0.023）。
在训练良好的小鼠中，我们通过比较连续两天的辨别指数值，研究了社会细胞和奖励细胞的稳定性。在WT和Shank2⁻/⁻ 小鼠中，社会和奖励信息的稳定性均高于随机水平，其中WT小鼠社会信息的稳定性高于Shank2⁻/⁻ 小鼠，而奖励信息的稳定性则相当（图4C, 4D, S6A和S6B）。这些结果表明，社会和奖励信息在mPFC中以稳定的表征进行编码，并且Shank2⁻/⁻ 小鼠的奖励回路是完好的。
为了检验Shank2⁻/⁻ 小鼠在奖励学习后出现的社会信号处理在奖励撤销后是否依然维持，受试小鼠在奖励学习后再次接受了被动呈现测试。社会细胞的比例显著高于奖励学习前的被动呈现阶段，也高于随机水平（图4E）。与奖励学习前相比，奖励学习后被动呈现阶段的社会信息群体解码准确率也更高（图4F和4G）。这些结果提示，通过奖励学习获得的社会信号处理能力，即使在无奖励的情况下也可能持续存在。
三、讨论
在本研究中，我们开发了一种新的行为范式来同时研究社会和奖励信号处理。结合在体钙成像技术，我们观察到一个不同于奖励回路但又与之相关联的mPFC社会信号处理回路。我们发现，在Shank2⁻/⁻ 小鼠中，奖励回路是完好的，而社会信号处理则选择性受损。在奖励学习（即将奖励与社会和非社会提示相关联）之后，Shank2⁻/⁻ 小鼠的社会信号处理得到部分挽救，并且这种效果在奖励撤销后依然持续。
使用奖励学习作为行为矫正技术已被证明对治疗ASD有效。然而，其改善效果的神经机制仍不甚明了。ASD研究中的一个关键问题是，奖励学习是否能普遍增强大脑处理社会信息的能力，即除了改善奖励学习期间所使用的有限社会互动之外，是否还有更广泛的效果——对此我们迄今理解有限。我们的结果证明了社会信息的神经处理可以通过奖励学习得到增强的证据，这为奖励学习治疗ASD的潜力提供了新的见解。
社会奖励处理受损（即将奖励价值与社会刺激相关联）被假设为ASD社会缺陷的根本原因，当前的行为疗法（如应用行为分析）正是基于此假设。然而，ASD患者在社会奖励和非社会奖励处理方面受损情况的差异（例如社会奖励与金钱奖励在奖励学习上的缺陷差异）一直难以解释。先前的研究粗略地指出了社会信号处理存在一个独立于非社会信号处理的专门通道。然而，为何操纵经典奖励回路会影响社交能力，其原因尚不清楚。可以推测，社会奖励处理涉及社会和奖励表征之间的相互作用，其中前者在ASD中选择性受损，而后者相对完好，并且它们的显著重叠相互影响，使得社会信号处理受到奖励回路的调节，反之亦然，共同贡献于社会动机。我们的结果显示，社会神经元和奖励神经元都存在于mPFC中，并且它们表现出明显的重叠。这些观察结果支持mPFC是整合社会和奖励信息、从而介导社会奖励处理的潜在区域。
在传统且广泛使用的方法（如三室测试）中，社会和奖励成分的区分相当模糊。很难确定对某种操纵的解释或结果究竟是特异于社会成分还是奖励成分。我们在本研究中采用的行为范式使我们能够在细胞和群体水平上清晰地区分社会和奖励成分。为了进一步研究社会和奖励表征在调节社会行为中的功能（共同和分别的作用），应用钙积分器和在体双光子光遗传学刺激，可能实现对社交和奖励表征进行特异性标记和操纵。还可以追踪mPFC中社会神经元和奖励神经元在投射和分子谱上的差异，以检查它们与其他参与社会信号处理的脑区协同工作的角色。
我们对社会和奖励信息的不同表征及其关联的观察，以及奖励学习对社会表征的挽救作用，为ASD的病理生理学和治疗应用提供了见解。
研究的局限性
在本研究中，我们观察到小鼠在完成奖励关联任务期间，其mPFC中的社会表征有显著改善。有趣的是，这种增强即使在奖励撤销后仍得以维持。尽管结果显著，但其影响程度属中等。确定我们的方法在神经回路具有更大可塑性的幼年小鼠中是否会产生更实质性的结果，将是非常值得关注的。此外，考虑到小鼠在达到行为标准后仅接受了两个额外阶段的训练，更长时间的训练可能会导致奖励撤销后社会信号处理得到更好的改善。我们的研究也仅测试了一种自闭症模型小鼠，因此有必要确认该结果在其他自闭症模型小鼠中是否可重复。
鉴于我们的模型生物是小鼠，而众所周知小鼠依赖嗅觉作为其社会识别的主要感觉模态，我们通过比较神经元对真实小鼠和中性气味的反应来识别社会细胞。尽管受试小鼠根据嗅觉特征来区分刺激小鼠和非社会气味刺激，但这两种刺激可能在许多非社会方面存在差异，例如气味强度、成分以及受试小鼠的固有偏好。Shank2⁻/⁻ 小鼠的mPFC神经元在奖励学习前无法区分刺激小鼠和非社会气味，这表明Shank2⁻/⁻ 小鼠在mPFC的社会与非社会辨别能力上存在缺陷。然而，通过奖励学习出现的区分刺激小鼠和非社会气味的能力，是否可完全归因于社会与非社会辨别，这一点仍然不明确。更全面的比较（例如涉及对不同感觉模态的各种控制刺激的神经反应）或许可以解决这个问题。这仍是我们研究中一个未解决的问题。
最后，我们未测试神经元水平社会信号处理的挽救是否足以改善社会行为（例如增加与社会刺激互动的偏好）。考虑到在撤销奖励后社会信号处理的改善有限，行为增强效果可能也很有限。
实验模型与主题详细信息
动物
行为和成像数据采集自9只C57BL/6J WT雄性小鼠和8只Shank2⁻/⁻ 雄性小鼠。受试小鼠在手术后单独饲养。作为提示呈现的同种小鼠是C57BL/6J WT雄性小鼠，并且是同窝配对。用作提示的同种小鼠与受试小鼠非同窝。小鼠维持在12小时光/暗周期下，自由进食。本工作中使用的所有程序均得到了基础科学研究所动物护理和使用委员会的批准。
手术
用异氟烷（1–3%）麻醉小鼠，并通过加热垫将体温维持在37°C。进行病毒注射时，将AAV1.CaMKII.GCaMP6f注射到右侧mPFC，坐标定为AP -1.85, ML 0.30, DV -1.70。病毒注射两天后，以注射点为中心进行直径为1.0 mm的环状颅骨切开术，并通过抽吸去除部分大脑皮层。将直径为1.0 mm的GRIN透镜（Inscopix）插入注射点上方。将用于头部固定的不锈钢头固定杆附着在头骨上，并用牙科水泥覆盖。
行为装置
四个提示物放置在一个转盘上，通过一个尺寸为3 cm × 2.5 cm的窗户与受试小鼠隔开。使用步进电机驱动转盘旋转。窗户由伺服电机控制。一个安装在三轴微操纵器上的舔舐端口放置在受试小鼠面前。舔舐端口由不锈钢管制成，并通过电磁阀控制以发放奖励。整个装置封闭在一个隔音箱内。转盘、窗户和舔舐端口均由微控制器控制，行为数据进行采集。
行为范式
使用了四种提示物，其中两种为雄性同种小鼠，两种为非社会性气味。用作提示的同种小鼠头部固定在一个定制设计的安装平台上。使用的非社会性气味是柠檬醛和乙酸异戊酯，用矿物油按1/500稀释后置于培养皿中用于扩散。尽管气味浓度会因蒸发随时间降低，但在阶段的前半部分和后半部分，对气味提示的钙响应没有差异（数据未显示）。提示物以伪随机顺序呈现。窗户打开时间为5 ± 1 s。打开时长在试次间随机化，以最小化预期性舔舐。试次间隔约为8 s。在奖励学习训练期间，一个舔舐端口被放置在受试小鼠面前。窗户关闭后，会给出一个音调（2 kHz）持续2 s以指示反应期。当受试小鼠在CS+试次中舔舐时，会给予一滴水。在CS-试次中，小鼠错误舔舐不会受到惩罚。一个阶段在被动呈现期间包含约400个试次，在奖励学习期间包含约480个试次。
训练方案
在训练前，对受试小鼠进行限水计划，每天给予约1 mL水，以维持约初始体重的80%。经过适应后，受试小鼠在行为箱中进行头部固定适应，每天30–60分钟，持续2–3天。适应后，受试小鼠经历3天的被动呈现，即在没有舔舐端口和奖励的情况下被动呈现四种提示物。被动呈现后，将舔舐端口放置在受试小鼠面前。在熟悉舔舐端口后，开始奖励学习。训练受试小鼠在与奖励关联的提示物试次的反应期内进行舔舐，并在与奖励无关的提示物试次的反应期内抑制舔舐。对于Shank2⁻/⁻ 小鼠，在达到80%的正确率后，受试小鼠在训练后还经历了额外的被动呈现阶段。对于未达到80%正确率标准的2只WT小鼠和2只Shank2⁻/⁻ 小鼠，仅使用了被动呈现阶段的数据。
在体钙成像
使用微型荧光显微镜🔬（Inscopix）对mPFC的GCaMP6f荧光进行成像。视野以20帧/秒的速度成像。使用Inscopix数据处理软件进行运动校正。使用MATLAB软件包CNMF-E从感兴趣区域提取荧光信号。使用MATLAB软件包CellReg跨多个阶段追踪同一组神经元的活动。
行为表现
受试者成功舔舐舔舐端口的CS+试次被定义为"命中试次"。受试者未能舔舐舔舐端口的CS+试次被定义为"漏报试次"。受试者错误舔舐舔舐端口的CS-试次被定义为"误报试次"。受试者成功抑制舔舐的CS-试次被定义为"正确拒绝试次"。行为正确率计算如下：（命中试次数 + 正确拒绝试次数）/ 所有试次数。信号检测论的d'值计算如下CR - zmiss，其中zCR和 zmiss分别是命中率和误报率的标准正态累积分布函数的反函数。决策偏向计算如下d’/2 + zmiss。
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