解读自然!爱与恨在鼠脑或思想之间!同样效果或者适用于人类!
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狗有时会在人的腿上做出尴尬的骑行行为,这通常与它们的性冲动有关,但不一定总是如此。最近,美国加州理工学院等机构的科学家在国际期刊《自然》(Nature)上发表的一篇题为《老鼠体内同性和异性挂载行为的截然不同的热液控制》的研究报告中,通过研究分析了这种行为背后的动机,发现有时候老鼠大脑中的爱恨(或愤怒)往往只是一线之隔。
图片来源:Unsplash/CC0公共领域
研究员朋美卡里戈博士说,我们的实验室对研究有机体的社会行为及其背后的潜在情绪状态是如何由大脑控制的非常感兴趣。当我们研究老鼠的社会行为时,我们有时会注意到雄性老鼠骑在同性老鼠身上的方式与它们与雌性老鼠交配的方式相同。研究人员不知道雄性老鼠是否试图与同性老鼠交配,因为雄性老鼠把同性老鼠误认为雌性老鼠,或者在知道对方是雄性的情况下试图与它们建立支配地位。研究人员希望了解雄性老鼠骑在其他雄性老鼠身上是否能反映出不同的意图,以及这种骑行行为是如何受到大脑调节的。
为了找出答案,研究人员首先记录了雄性老鼠骑在同性老鼠和雌性老鼠身上的视频,然后利用机器学习技术(一种可以通过经验进行学习和适应的软件)对视频进行分析,看看以上两种行为是否存在差异。机器分析结果表明,雄性小鼠和雌性小鼠在这种骑行行为上没有明显差异。然后,研究人员在老鼠的骑乘行为中寻找其他线索,这些线索可能有助于区分两性老鼠的骑乘行为。
一个线索是,雄性老鼠在与雌性老鼠交配时似乎会对它们唱歌,而这些“歌”,俗称超声波,高到人类听不见,但却可以被特殊的麦克风捕捉到。研究人员发现,骑鼠只能对雌鼠唱歌,而不能对同性唱歌。此外,当一只雄性老鼠骑另一只雄性老鼠时,这两只老鼠通常会在短暂的骑行行为后结束战斗,但这种情况不会发生在与雌性老鼠的骑行(交配)行为期间。
相关研究结果表明,女性的骑行行为和男性的骑行行为有不同的含义。具体来说,针对男性的骑行行为可能是支配或轻度愤怒的表现(攻击性骑行行为),而不是生殖行为。接下来,研究人员深入分析了哪些大脑区域主要负责每种类型的骑行行为。当雄性小鼠骑同性或异性小鼠时,研究人员观察了大脑下丘脑区域的神经活动,该区域主要控制饥饿、口渴、新陈代谢和防御行为。特别是,它可能涉及两个下丘脑区域,即内视前区(MPOA)和内侧下丘脑外侧区(VMHvl)。当雄性老鼠开始骑在异性身上(交配)时,MPOA表现出更高的活性。相反,当它们骑在同性身上时,VMHvl区域会表现出更高的活性。
然后,研究人员深入分析了MPOA和VMHvl区域的单个神经元细胞的活动,发现在生殖骑行行为和攻击性骑行行为中,不同的神经元组被激活。此外,研究人员还发现,它可以训练一个计算机程序来准确预测这种骑行行为是交配还是攻击,这完全是基于上述两个区域神经元的活动模式。然后研究人员进行测试,看看这些大脑区域是否真的能帮助控制器驾驭两种行为,或者这些区域的活动与身体的行为之间是否存在简单的相关性,这可以通过使用光遗传学技术来进行,即利用光来诱导神经元激活;通过将光导向大脑的特定区域,研究人员可以诱导神经元激活并诱导行为。
当研究人员让雌鼠和雄鼠交配时,雄鼠就会开始“唱歌”,和雌鼠交配;在研究雌性雄性小鼠大脑中的VMHvl区域时,雄性小鼠会停止歌唱,开始对雌性表现出攻击性的骑行行为。相反,如果雄性老鼠参与针对同性的攻击性骑马行为,当研究人员刺激它们大脑中的MPOA区域时,这种攻击性行为就会停止,然后雄性老鼠就会开始“唱歌”并试图与同性交配。研究员卡里戈和他的同事将老鼠的这种行为比作爱与恨的跷跷板。MPOA的活动可能会使跷跷板向爱倾斜,而沃姆威尔的活动可能会使跷跷板向仇恨或侵略倾斜。
最后,研究员Karigo说,在这项研究中,我们以骑行行为为出发点,研究和理解控制身体兴趣或动机背后的神经机制。这项研究的结果可能有助于理解老鼠大脑(更广泛地说,哺乳动物大脑)控制身体的情绪。最后,研究人员补充说,他们将在未来继续深入研究和理解人类行为背后的分子机制和奥秘。
参考文献:
【2】老鼠脑中的爱恨情仇
作者艾米丽维拉斯科,加州理工学院