小鼠的爱与恨只有一线之隔学术资讯

近日，来自美国加州理工学院的神经科学家们《自然》杂志上发表论文称，通过探索小鼠爬跨行为背后的动机，他们发现，小鼠大脑中的爱与恨（或愤怒）只有一线之隔——通过刺激控制相反情绪的脑区，小鼠的行为可以迅速发生转变。

“我们想要了解大脑是如何控制社会行为和潜在情绪状态的，”通讯作者、加州理工学院的博士后学者Tomomi Karigo说。“我们在研究小鼠的社会行为时发现，雄性小鼠有时会爬跨其他雄性，这在某种程度上与它们爬跨雌性的方式是相似的。但目前我们还不清楚爬跨同性的意图到底是什么，是认错了性别还是想要通过这种方式确立自己的支配地位？”研究人员首先录制了雄性小鼠爬跨同性和异性的视频，并利用机器学习分析了这些视频。结果表明，这两种爬跨行为在力学方面并没有明显差异。

通过进一步的探索，研究人员发现，雄性小鼠在与雌性交配时会发出一种超声波来 “唱歌”；而它们在短时间爬跨同性后常常会“大打出手”，这在爬跨异性时并不会发生。这些结果表明，爬跨同性和异性有着不同的含义，具体来说，爬跨雄性可能表达的是一种支配或轻微的愤怒（攻击性爬跨），而不是一种生殖（亲密性爬跨）行为。

随后，研究人员探索了大脑的哪个区域负责“爬跨行为”，结果发现，控制着饥饿、口渴、新陈代谢和防御行为的下丘脑会在小鼠爬跨时发生神经活动。更具体来说，当小鼠爬跨雌性并“唱歌”时，下丘脑的内侧视前区（MPOA）会表现出高水平的活动，而当小鼠爬跨雄性时，下丘脑腹内侧分支（VMHvl）则会表现出高水平的活动。在亲密性爬跨和攻击性爬跨过程中，大脑会激活不同组的神经元。此外，经过训练的计算机程序还能根据这两个区域的神经元活动模式，正确地预测爬跨是亲密性行为还是攻击性行为。

最后，研究人员通过“光遗传学”（将光线引入大脑的特定区域，诱导神经元活动，从而诱导行为）测试了MPOA和VMHvl这两个区域是否真的控制着上述两种爬跨行为。结果表明，在小鼠爬跨雌性并“唱歌”时，如果刺激该小鼠的VMHvl，它就会停止“唱歌”，并表现出攻击性爬跨行为。相反，当小鼠对雄性表现出攻击性行为时，若刺激它的MPOA，它们就会停止与雄性小鼠的争斗，开始唱歌，并试图与其交配。

研究人员把这比作爱与恨的跷跷板：MPOA的活动倾向于爱，VMHvl的活动则倾向于恨。Karigo说：“在这项研究中，我们以爬跨行为作为切入点，探索了控制情绪或动机状态的潜在神经机制。我们的发现促进了对小鼠大脑以及哺乳动物大脑如何控制情绪的理解，可能会帮助我们更好地理解人类行为。”

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编译：花花

审稿：西莫

责编：陈之涵

期刊来源：《自然》

期刊编号：0028-0836

原文链接：

https://medicalxpress.com/news/2020-12-mouse-brain.html