Nature解读！小鼠大脑的爱与恨或在一念之间！相同效应或适用于人类！

2020年12月29日 讯 /生物谷BIOON/ --狗狗有时候对着人的腿做出让人尴尬的骑乘行为（mounting behavior）通常与其性唤起有关，但或许并不总是这样，近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Distinct hypothalamic control of same- and opposite-sex mounting behaviour in mice”的研究报告中，来自加州理工学院等机构的科学家们通过研究分析了小鼠这种行为背后的动机，结果发现，有时小鼠大脑中的爱与恨（或愤怒）往往只在一线之间。

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研究者Tomomi Karigo博士表示，我们的实验室非常刚兴趣研究机体的社会行为和其背后潜在的情绪状态是如何被大脑所控制的，当我们研究小鼠的社会行为时，我们有时会注意到，雄性小鼠会骑在同性小鼠身上，这种方式与其跟雌性小鼠交配的方式一样。研究者并不清楚是否雄性小鼠试图与同性小鼠交配，因为雄性小鼠会把同性的小鼠误认为是雌性小鼠或者当其知道对方是雄性时试图去建立与其之间的支配地位。研究人员希望能通过研究理解是否雄性小鼠骑在其它雄性小鼠身上能够反映一种不同的意图，以及这种骑乘行为是如何被大脑所调节的。

为了找到答案，研究人员首先录制了雄性小鼠骑在同性和雌性小鼠身上的视频，随后利用机器学习技术（一种能通过经验来学习和适应的软件）对视频进行分析，来观察是否上述两种行为存在一定差异，机器分析结果显示，雄性小鼠对同性和雌性小鼠的这种骑乘行为并没有明显的差异。随后研究人员在骑乘小鼠的行为中寻找其它线索，这些线索或许能够帮助区分出两种性别小鼠骑乘行为。

其中一条线索就是雄性小鼠在与雌性小鼠进行交配时似乎会对其唱歌，而这些“歌曲”俗称为超声波发声，对于人类来讲太高亢了无法被听到，但却能被特殊的麦克风捕获。研究者发现，骑乘行为的小鼠仅会对雌性小鼠唱歌，而对同性并不会唱歌。此外，当雄性小鼠骑乘另一只雄性小鼠时，两只小鼠通常会在短时间的骑乘行为后结束打斗，而在与雌性小鼠的骑乘（交配）行为过程中，这种情况并不会发生。

相关研究结果表明，针对雌性的骑乘行为与对雄性的骑乘行为之间具有不同的意义，具体而言，针对雄性的骑乘行为或许是支配地位或轻度愤怒的表现（攻击性的骑乘行为），而并非一种生殖行为。下一步研究人员深入分析了哪些大脑区域主要负责每一种类型的骑乘行为。当雄性小鼠骑乘同性或异性小鼠时，研究人员观察到其大脑中下丘脑区域的神经活性了，该区域主要能够控制机体的饥饿、口渴、新陈代谢和防御性行为；尤其是，其中或许有两个下丘脑区域参与了其中，即内测前视区(MPOA)和内侧下丘脑的外侧分区(VMHvl)，当雄性小鼠开始对异性实施骑乘行为（交配）时，MPOA区域表现出了较高的活性，相反，当其对同性实施骑乘行为时，VMHvl区域则会表现出较高的活性。

随后研究人员深入分析了MPOA和VMHvl区域中单一神经元细胞的活性，他们发现，在生殖骑乘行为和攻击骑乘行为期间，不同类群的神经元就会被激活；此外研究者还发现，其能训练一种计算机程序来准确预测是否这种骑乘行为是交配性质的或攻击性质的，其完全是基于上述两个区域中神经元的活动模式。随后研究人员通过测试来观察是否这些大脑区域实际上能够帮助控制者两种骑乘行为，或者是否这些区域的活性与机体行为之间存在简单的关联，利用一种光遗传学技术就能够进行，即利用光来诱发神经元的激活；通过将光引导到大脑中的特定区域，研究人员就能诱导神经元激活并诱发行为。

当研究人员让一只雌性小鼠与雄性小鼠进行交配时，雄性小鼠就会开始“唱歌”并与雌性小鼠发生交配；当研究者雌性雄性小鼠大脑中的VMHvl区域时，雄性小鼠就会停止“唱歌”并开始对雌性表现出攻击性的骑乘行为；相反，如果雄性小鼠参与到了对同性的攻击性骑乘行为中，当研究人员刺激了其大脑中的MPOA区域时，这种攻击性的行为就会停止，随后雄性小鼠就会开始“唱歌”并试图与同性进行交配。研究者Karigo及其同事将小鼠的这种行为比喻为爱与恨的跷跷板，MPOA的活性或使得跷跷板向爱倾斜，而VMHvl的活性则会让跷跷板向仇恨或攻击性方向倾斜。

最后研究者Karigo说道，这项研究中，我们利用骑乘行为作为切入点来研究理解控制机体兴许或动机状态背后的神经性机制，本文研究结果或能帮助理解小鼠的大脑（更广泛地来讲是哺乳动物的大脑）来控制机体的情绪，最后研究者补充道，未来他们还将继续深入研究理解人类行为背后的分子机制和奥秘。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

【1】Karigo， T.， Kennedy， A.， Yang， B. et al. Distinct hypothalamic control of same- and opposite-sex mounting behaviour in mice. Nature (2020). doi：10.1038/s41586-020-2995-0

【2】Love and hate in the mouse brain

by Emily Velasco， California Institute of Technology