关于交配和攻击性
或许会被称为“做爱,而非作战”的行为神经科学分支几年前开始在加利福尼亚成形。当时,加州理工学院戴维·安德森实验室的研究人员决定对攻击性的生物学原理展开研究。他们精心策划了小鼠版本的《决战之夜》:他们刺激雄性小鼠对手之间展开争论,接着在一番艰苦的分子检测工作后,把注意力集中在了对下丘脑细胞的初步认知上,这个区域的细胞在小鼠开始打斗时变得很活跃。
下丘脑是大脑深处一个小小的结构,除了其他功能外,它还以本能的行为反应协调感觉输入——例如对手的出现。
回溯到20世纪20年代,苏黎世大学的瓦尔特•赫斯曾证明,如果将电极插入一只猫的大脑,用电刺激下丘脑的某些区域,可以让一只本来高兴地发出咕噜声的猫,突然发出让人毛骨悚然且具有攻击性的模糊声音。几个有趣的假说试图解释这种现象发生的过程及原因,但都无法得到验证。
和脑科学中的许多基本问题一样,在过去一个世纪中,攻击性的秘密并没有被揭开——它仅仅是触碰到了常见的经验主义障碍。我们有很好的问题,但却没有技术来解答它们。
直至2010年,安德森加州理工学院的实验室才开始梳理好斗小鼠攻击性的基本机制和神经线路。通过使用一系列让他们能够集中观察大脑区域内单个细胞丛的新技术,他们意外地发现了一个让人震惊的解剖学现象:看起来和攻击性行为有关联的微小区域下丘脑和与交配冲动相关的区域是交错相连的。结果发现,那个小小的细胞领地——学名是腹内侧下丘脑——原来是紧密相连的大约5千个神经元的集合体,其中一些神经元似乎和交配行为有关,另一些和战斗行为相关。
“没有类神经元这种东西。”安德森说,据他估计,大脑中可能有1万种神经元之多。甚至大脑的非常微小的区域都包含不同种类的神经元,且这些神经元“常常以不同的、相反的方向影响行为。”
比如下丘脑,一些神经元似乎在攻击性行为时变活跃,一些在交配行为时变活跃,而一个小小的部分——约20%——在战斗和交配时均变活跃。这是一个很有刺激性的发现,但也是老式神经科学的一个遗留问题。活跃并不是造成该行为,仅仅是相互关联。科学家们怎样才能确切地知道是什么触发了该行为呢?他们能否仅仅通过刺激小鼠下丘脑内的几个细胞来挑起它的打斗呢?
十年前,这在技术上是不可能的。然而,在过去的十年里,神经科学因一项被称为光遗传学的卓越新技术而发生了转变,该技术由斯坦福大学的科学家们发明,第一次是在2005年描述的。
加州理工学院的研究人员将一个转基因的光敏基因插入一只活着的、正在呼吸的、精力充沛的、间或会爱抚的雄性小鼠大脑内特定位置的某个细胞内。用头发丝那么细的光导纤维线插入活小鼠的大脑后,他们可以用光猝发将下丘脑的神经元打开或关闭。