激光把老鼠變“殺手”刺激動物大腦區(qū)域可誘發(fā)獵食行為

激光把老鼠變“殺手”刺激動物大腦區(qū)域可誘發(fā)獵食行為

曾幾何時(shí)，一只老鼠漫不經(jīng)心地與一只蟋蟀待在籠子里；但是轉(zhuǎn)瞬之間，這只嚙齒動物便跳到了這只昆蟲的身上并把后者的腦袋撕了下來，而這一切都是因?yàn)榭茖W(xué)家轉(zhuǎn)換了一個開關(guān)。

這是第一次，研究人員潛入了負(fù)責(zé)動物狩獵行為的一部分大腦，利用激光處理了特定的神經(jīng)細(xì)胞。更重要的是，他們發(fā)現(xiàn)這個狩獵中心是一個奇怪的地方——該大腦區(qū)域還是造成恐懼的原因所在。

并未參與該項(xiàng)研究的美國劍橋市麻省理工學(xué)院神經(jīng)學(xué)家Kay Tye表示：“這是真正令人興奮的東西?！彼f：“這如何與恐懼或回避有關(guān)呢？這幾乎是狩獵的對立面?！?/p>

Ivan de Araujo最初并沒有打算把老鼠變成“瘋子”。作為一名耶魯大學(xué)的神經(jīng)生物學(xué)家，他通常會在自己的實(shí)驗(yàn)室中研究嚙齒動物的進(jìn)食行為。但是幾年前，De Araujo看到了一項(xiàng)2005年的研究成果。該研究顯示，杏仁核——大腦中與恐懼和焦慮相關(guān)的一個小型杏仁狀區(qū)域——在小鼠的狩獵與進(jìn)食過程中非?；钴S。這似乎很奇怪，因?yàn)殛P(guān)于杏仁核的大多數(shù)研究都聚焦于防御或順從的情緒。

為了進(jìn)一步探索這種關(guān)系，De Araujo及其團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向了光遺傳學(xué)研究，這種技術(shù)能夠用激光刺激神經(jīng)細(xì)胞。

之前，研究人員曾使用這項(xiàng)技術(shù)在小鼠中進(jìn)行了從改變記憶到使它們感到口渴的一系列嘗試。如今，De Araujo和同事們想知道能否用它來使小鼠模仿特定的狩獵和飲食行為。

研究人員并不期望嚙齒動物能夠從頭到尾執(zhí)行一套完整的狩獵序列：聳著它的脖子，發(fā)現(xiàn)它的獵物，追捕獵物，抓住獵物，把牙齒嵌入獵物體內(nèi)，最后進(jìn)行致命一咬。然而這恰好是此項(xiàng)研究最終看到的結(jié)果。

研究人員發(fā)現(xiàn)，兩種途徑相互交織完成了一次狩獵。一個是控制對獵物的追擊（PAG），另一個是控制咬合的精度（PCRt）。把PAG作為目標(biāo)的激光使得小鼠移動得更加迅速或緩慢；而以PCRt為靶點(diǎn)的激光使得小鼠的撕咬更有力或更羸弱。

當(dāng)研究人員在同一時(shí)間刺激這兩種途徑時(shí)，小鼠會停下來追捕并且撕咬幾乎它能夠找到的任何東西——蟋蟀、木片，甚至瓶蓋。研究人員在1月12日出版的《細(xì)胞》雜志上報(bào)告了這一研究成果。

De Araujo表示：“中央杏仁核似乎是一個組織運(yùn)動行為的中心……然而之前科學(xué)家還沒有這樣的概念?！?/p>

但是，激活PAG和PCRt并不會把小鼠變成肆無忌憚的殺手。這些嚙齒動物只追逐小東西，而不是其他老鼠。這表明，大腦的其他部分可以保持杏仁核處于抑制當(dāng)中，De Araujo說道。

至于為什么恐懼和狩獵中心位于大腦的相同區(qū)域中，Tye推測，這或許是因?yàn)檫@兩種行為在野外是彼此關(guān)聯(lián)的。他說，當(dāng)老鼠離開自己的洞穴外出捕獵時(shí)，它也要當(dāng)心自己不要被捕食者吃掉。

Tye說：“像每一個好的科學(xué)發(fā)現(xiàn)一樣，這個發(fā)現(xiàn)提出了更多的問題。它提出了很多關(guān)于杏仁核的問題，但同時(shí)也表明了大腦是如何真正工作的。”

杏仁核附著在大腦海馬的末端，呈杏仁狀，是邊緣系統(tǒng)的一部分。杏仁核是產(chǎn)生情緒、識別情緒和調(diào)節(jié)情緒、控制學(xué)習(xí)和記憶的腦部組織，而且研究發(fā)現(xiàn)，幼兒自閉癥似乎也與擴(kuò)大的杏仁核有關(guān)。杏仁核主要通過外側(cè)嗅紋、終紋和腹側(cè)杏仁傳出通路，與額葉內(nèi)側(cè)、眶額回、隔區(qū)、無名質(zhì)、視前區(qū)、海馬體、下丘腦、丘腦、紋狀體、顳蓋皮質(zhì)、島蓋皮質(zhì)、頂蓋皮質(zhì)、顳極、運(yùn)動皮質(zhì)及腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)等有雙向交互聯(lián)系。

(來源：中國科學(xué)報(bào))