爱恨的距离只在一线之间

有人说,恨就是爱。我们也体验过爱恨交加的感受。那么,这两种完全对立的情绪真的是同一件事么?

发表在《自然》杂志上的一项研究揭示了其中的缘由——负责爱恨的脑区都位于下丘脑:内侧视前区(MPOA)负责爱,腹内侧下丘脑(VMHvl)负责恨。

爱恨的距离只在一线之间MPOA和VMHvl在小鼠大脑中的位置
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

狗狗有时会抱着你的腿,笨拙的前后移动臀部,做出令人尴尬的骑乘交配行为(mounting behavior)。这通常与动物的性唤起有关,但情况并非总是如此。加州理工学院神经科学家的一项新研究发现,小鼠大脑中的负责爱与恨(或愤怒)的区域只有一线的间隔。

骑乘行为

论文首席作者、加州理工学院博士后Tomomi Karigo说:“我们对于大脑如何控制社交行为和潜在的情绪状态很感兴趣。我们在研究小鼠的社交行为时,我们有时会注意到雄性小鼠会骑到其他雄性小鼠身上,这种方式与它们骑乘雌性小鼠的方式相似。”

爱恨的距离只在一线之间骑乘雄鼠行为和骑乘雌鼠行为

研究者还不清楚这些雄性小鼠是否正在试图和同性的雄性小鼠交配,也不清楚这样的行为只是把雄性小鼠误认为是雌性,还是它们知道它是雄性,但却打算建立对雄性的支配地位。

研究人员希望了解一只雄性小鼠骑在另一只雄性小鼠身上的行为是否表达了一种(和雌性小鼠交配)不一样的意图,以及这种行为在大脑中是如何被调节的。

为了找到答案,研究人员首先录制了雄性小鼠趴在雄鼠和雌鼠身上的视频。然后通过一种机器算法,对这些视频进行了分析,以了解雄性和雌性小鼠身上表现出的骑乘交配行为是否有任何不同。分析显示,骑乘交配行为的机制没有明显的差异。

 

不同的待遇

然后,研究者们在雄性小鼠的行为中寻找其他线索,这些线索可能有助于区分以雌性为中心的交配行为,以及以雄性为中心的骑乘交配行为。

其中一个线索是雄性小鼠在与雌性交配时似乎会对雌性“唱歌”。

这些歌声的音调太高,达到了超声波的波段,因此人类听不见,但是可以用一个特殊的麦克风接收。Karigo和他的团队发现,雄性小鼠在骑乘时,只对雌性小鼠唱歌,而不会对雄性小鼠唱歌。

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此外,当一只雄鼠正在骑上另一只雄鼠时,这两只动物通常会在短时间的骑打后结束战斗。在骑乘雌性伙伴时不会发生这种情况。

这些结果表明,骑乘雌性的行为和骑乘雄性的行为有着不同的含义。具体而言,针对雄性的凶猛骑乘可能是一种支配或轻微愤怒的表现(攻击性上升),而不是一种生殖行为。

 

下丘脑中的不同爱恨区域

接下来,研究人员探索了大脑中负责每种骑乘行为的区域。

当一只雄性小鼠骑在雄性或雌性小鼠身上时,研究人员观察到了大脑中的下丘脑(hypothalamus)区域的神经活动,下丘脑控制着饥饿、口渴、新陈代谢和防御行为。尤其是下丘脑中的两个区域:内侧视前区(medial preoptic area,MPOA)和腹内侧下丘脑(ventromedial hypothalamus,VMHvl)。

当雄鼠在向雌鼠唱歌时,MPOA表现出高水平的活动;相反,当雄鼠骑乘另一个雄鼠时,VMHvl表现出高水平的活动。

然后,研究小组仔细观察了MPOA和VMHvl中的单个神经元活动。他们发现,生殖骑乘和攻击骑乘会激活下丘脑中的不同神经元群。此外,研究人员还发现,他们可以训练一台机器,这台机器可以根据这两个区域的神经元活动模式正确预测这种行为是性行为还是攻击性行为。

 

诱导出爱与恨

研究人员随后进行了测试,以了解这些大脑区域是否真的控制了这两种骑乘行为,或者这些区域的活动是否仅仅与这些行为相关。

他们用一种叫做光遗传学的技术来实现这一点,即,利用光来触发神经元的放电。通过将光引导到大脑的特定区域,研究人员可以在那里诱导神经元活动,从而诱导出相关行为。

当研究人员把一只雌性小鼠放在一只雄性小鼠面前时,雄性小鼠开始唱歌并与雌性小鼠交配。但是,当研究人员刺激雄鼠的VMHvl时,雄鼠停止唱歌,开始对雌鼠表现出攻击性的行为。

相反,如果一只雄性小鼠对另一只雄性小鼠发起攻击行为,此时研究人员对它的MPOA进行刺激,那么攻击性小鼠就会停止战斗,开始唱歌,并试图和刚才被攻击雄性小鼠交配。

Karigo和Anderson将这种变化比作爱恨跷跷板。MPOA中的活动让跷跷板倾向于爱,而VMHvl中的活动使其倾向于恨(或侵略)。

Karigo说:“这项研究利用骑乘行为作为切入点,以此理解控制情绪或动机状态的潜在神经机制。”

她说,这项研究能够让我们更深入的理解小鼠大脑以及更广泛的哺乳动物大脑如何控制情绪。也许有一天,这些发现能够帮助我们更好地理解人类的行为。

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