Role of the anterior insular cortex in social novelty recognition

Abstract

Expanding the social brain network circuit became far more important nowadays in respect of treating psychiatric and neurodevelopmental disorders which affect social communication skills. Although the possible role of the anterior insular cortex (aIC) in social abilities was reported in previous clinical studies and it could be suggested through its connectivity with other brain regions, it was rarely studied in animal studies. This study aimed to investigate the possible role of aIC in social abilities, far away from the brain regions that were well known to be involved in social abilities, in respect of its specific roles among the various subtypes of social abilities, as well as to analyze its role in further dimensions of familiarity. The experimental mice were divided into three groups: (1) the lesion group, electrical lesions were made by passing anodal direct current into the bilateral aIC; (2) Sham control mice, the electrode was lowered to the same coordinates, but no current was passed; and (3) wild-type (WT) mice. We designed and performed the linear chamber test, which consisted of four sessions (Session 1: Habituation; Session 2: Sociability test, compared the preference for social stimulus 1 (S1) versus a non-social object (O); Session 3: Social novelty recognition test, compared the preference for S1 (the earlier-exposed stranger) versus S2 (a novel stranger); Session 4: Social novelty recognition with long-term exposure test, compared the preference for a cage mate versus S3 (a novel stranger)). Resultantly, the three groups of mice preferred the enclosure with a conspecific over that with the non-social object, indicating that the sociability of the aIC-lesioned mice was not significantly affected. However, while the sham and WT mice showed a preference for a novel stranger over an earlier-exposed stranger (normal social novelty recognition), the aIC-lesioned mice did not, suggesting impaired social novelty recognition. Interestingly, the aIC-lesioned mice preferred a novel stranger to their cage mates, similar to sham and WT mice. This study shed light on the role of aIC in social recognition, especially in social novelty recognition with short-term exposure. These findings, by expanding the social brain circuit and suggesting the possibility that the social brain regions may be involved in social behaviors in a more specific way than already known, implied that there are novel treatment strategies for psychiatric disorders involving social behavioral deficits. Furthermore, this study implied that the pathway involved in the processing of fully familiar subjects and earlier-exposed strangers may be different.;사회적 뇌 회로를 확장하는 것은, 그동안 제한되어 왔던 사회적 능력에 영향을 미치는 정신과 및 신경 발달 장애의 치료를 진보시킬 수 있다는 점에서 오늘날 훨씬 더 중요해졌습니다. 사회적 능력에 있어서의 전섬피질(aIC)의 역할이 과거 임상 연구에서 보고되어왔을 뿐만 아니라 다른 뇌 영역들과의 연결을 통해 유추될 수 있었지만, 그 역할이 특히 동물 연구에서는 거의 조명된 바 없었습니다. 본 연구는 사회적 의사소통 능력에 관여하는 것으로 잘 알려진 뇌 영역에서 한발 더 나아가, 전섬피질이 사회적 능력의 다양한 하위 유형 중 어떤 것에 구체적으로 관여하는지를 조사하고, 더 나아가 사회적 대상의 친숙성에 따른 추가적인 차원에서 전섬 피질의 역할을 분석하는 것을 목적으로 했습니다. 실험 쥐는 세그룹으로 나누어 사용하였습니다: (1) 병변 그룹의 경우 양쪽 전섬 피질에 양극 직류를 전달하여 전기 병변을 만들었고, (2) 가짜 병변 그룹의 경우 전극을 동일한 좌표로 낮추었지만 전류를 전달하지 않았으며, (3) 야생형(WT) 쥐(n=8) 도 사용되었습니다. 이 세 그룹의 쥐에 대해, 우리는 4개의 세션으로 구성된 선형 챔버 테스트를 설계하고 수행했습니다(세션 1: 적응 단계; 세션 2: 사회성 테스트, 사회적 자극 1(S1)과 비사회적 객체(O)에 대한 선호도 비교; 세션 3: 사회적 신규성 인식 테스트, S1(이전에 노출된 바 있는, 그러나 여전히 낯선 사회적 대상)과 S2(새로운 사회적 자극)에 대한 선호도 비교)); 세션 4: 장기 노출된 경우 사회적 새로움 인식, 우리-짝 (케이지 메이트)와 S3(새로운 사회적 자극)에 대한 선호도 비교). 결과적으로, 세 그룹은 비사회적 개체보다 동종을 선호했으며, 이는 병변그룹의 사회성이 큰 영향을 받지 않았음을 의미했습니다. 그러나 가짜 병변 쥐와 야생형 쥐는 이전에 노출된 낯선 이방인 보다 새로운 사회적 자극에 대한 선호를 보인 반면 (즉, 정상적인 사회적 신규성 인식을 보인 반면), 전섬 피질 병변 쥐는 그렇지 않아 사회적 신규셩 인식이 손상되었음을 시사했습니다. 흥미롭게도, 전섬 피질 병변 쥐들은 가짜 병변 쥐와 야생형 쥐들과 유사하게, 그들의 우리-짝보다 새로운 사회적 자극을 선호했습니다. 이 연구는 사회적 인식, 특히 (단기 노출시의) 사회적 신규성 인식에서 전섬 피질의 역할을 조명했습니다. 이러한 발견은 기존에 알려진 사회적 뇌 회로를 확장하고, 사회적 뇌 영역들이 이미 알려진 것보다 더 구체적인 방식으로 사회적 행동에 관여할 수 있다는 가능성을 시사함으로써, 사회적 행동 결손을 수반하는 정신 질환에 대한 새로운 치료 전략이 있음을 시사하였다는 점에서 의미가 있습니다. 더 나아가, 이 연구는 완전히 친숙한 피험자와 이전에 노출된 낯선 사람의 처리에 관련된 경로가 다를 수 있음을 보여주어, 친숙성에 따른 사회적 뇌 회로에 대한 새로운 차원으로의 연구의 필요성을 제안하였습니다.