Dominance hierarchy has a profound impact on animals' survival, health, and reproductive success, but its neural circuit mechanism is virtually unknown. We found that dominance ranking in mice is transitive, relatively stable, and highly correlates among multiple behavior measures. Recording from layer V pyramidal neurons of the medial prefrontal cortex (mPFC) showed higher strength of excitatory synaptic inputs in mice with higher ranking, as compared with their subordinate cage mates. Furthermore, molecular manipulations that resulted in an increase and decrease in the synaptic efficacy in dorsal mPFC neurons caused an upward and downward movement in the social rank, respectively. These results provide direct evidence for mPFC's involvement in social hierarchy and suggest that social rank is plastic and can be tuned by altering synaptic strength in mPFC pyramidal cells.

The brain circuits of a winner Social dominance in mice depends on their history of winning in social contests. Zhou et al. found that this effect is mediated by neuronal projections from the thalamus to a brain region called the dorsomedial prefrontal cortex. Selective manipulation of synapses driven by this input revealed a causal relationship between circuit activity and mental effort–based dominance behavior. Thus, synapses in this pathway store the memory of previous winning or losing history. Science , this issue p. 162

Abstract Whereas progress has been made in identifying neural signals related to rapid, cued decisions 1–4 , less is known about how brains guide and terminate more ethologically relevant deliberations, where an animal’s own behavior governs the options experienced over minutes 5–8 . Drosophila search for many seconds to minutes for egg-laying sites with high relative value 9, 10 and neurons, called oviDNs , exist whose activity fulfills necessity and sufficiency criteria for initiating the egg-deposition motor program 11 . Here we show that oviDNs express a calcium signal that rises over seconds to minutes as a fly deliberates whether to lay an egg. The calcium signal dips when an egg is internally prepared (ovulated), rises at a rate related to the relative value of the current substrate being experienced, and reaches a consistent peak just prior to the abdomen bend for egg deposition. We provide perturbational evidence that the egg-deposition motor program is initiated once this signal hits a threshold and that sub-threshold variation in the signal regulates the time spent deliberating and, ultimately, the option chosen. These results argue that a rise-to-threshold signal guides Drosophila to lay eggs on substrate options with high relative value, with each egg-laying event representing a self-paced decision similar to real-world decisions made by humans and other mammals.

Cardiac optogenetics is an emerging tool to treat and model arrythmia noninvasively using light. Mice expressing ReaChR in cardiac tissue are optically stimulated using novel LED array design, providing noninvasive, tunable cardiac pacing in vivo.