Summary Social touch is an important form of communication, it is still unknown how it is processed. Here, we discovered a functional role for a neuronal pathway projecting from the posterior intralaminar thalamic nucleus (PIL) to the medial preoptic area (MPOA) in controlling social contact. Neurons in the PIL and the MPOA were activated by physical contact between female rodents and also by chemogenetic stimulation of PIL neurons. Chemogenetic stimulation of PIL neurons tagged by social contact experience increased direct physical interactions between familiar female rats without affecting other forms of social behavior. Furthermore, selective stimulation of the PIL-MPOA pathway, and the local activation of PIL terminals within the MPOA, elevated direct social contact between the animals suggesting the role of pathway-specific activated cell assemblies. Neurons projecting from the PIL to the MPOA contain the neuropeptide parathyroid hormone 2 (PTH2). The expression of the peptide was induced by social housing, the presence of PTH2 receptor was identified in MPOA neurons, and local injection of PTH2 increased the firing rate of identified preoptic area GABAergic neurons via the PTH2 receptor suggesting that PTH2 acts as a neurotransmitter in the PIL-MPOA pathway. We also found a homologous PIL to MPOA neuronal pathway in the human brain. Altogether, we discovered a direct thalamo-preoptic pathway, which bypasses the cerebral cortex and controls social touch. This pathway originates in neurons expressing PTH2, a neuropeptide recently shown in fish to respond to the social environment. These observations provide evidence for common evolutionary-conserved PTH2-containing social-touch specific engram circuits.

(1) Background: The effects of short-term social isolation during adulthood have not yet been fully established in rats behaviourally, and not at all transcriptomically in the medial prefrontal cortex (mPFC). (2) Methods: We measured the behavioural effects of housing adult male rats in pairs or alone for 10 days. We also used RNA sequencing to measure the accompanying gene expression alterations in the mPFC of male rats. (3) Results: The isolated animals exhibited reduced sociability and social novelty preference, but increased social interaction. There was no change in their aggression, anxiety, or depression-like activity. Transcriptomic analysis revealed a differential expression of 46 genes between the groups. The KEGG pathway analysis showed that differentially expressed genes are involved in neuroactive ligand-receptor interactions, particularly in the dopaminergic and peptidergic systems, and addiction. Subsequent validation confirmed the decreased level of three altered genes: regulator of G protein signalling 9 (Rgs9), serotonin receptor 2c (Htr2c), and Prodynorphin (Pdyn), which are involved in dopaminergic, serotonergic, and peptidergic function, respectively. Antagonizing Htr2c confirmed its role in social novelty discrimination. (4) Conclusions: Social homeostatic regulations include monoaminergic and peptidergic systems of the mPFC.