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Cell:这个杀手不太冷

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《这个杀手不太冷》

这是一个经典的恐怖桥段:几个胆小的普通人被疯子科学家抓获后,在被进行一系列的“科学改造”后胆小鬼变成了冷酷杀手,能够追捕和杀死任何挡住他们路的人...

最近,这种令人“毛骨悚然”的事件在实验室小鼠身上出现了,科学家们设计了这个实验以研究动物掠夺食物本能背后的大脑回路。该研究表明,一些神经元能够激发对猎物的追捕,另一些神经元能够促使它们下巴和颈部的肌肉紧绷来完成撕咬和捕杀。这项研究依赖于光遗传学技术,神经元被人为激活,使得科学家能够打开或者关闭动物的杀手本能。

光遗传学

在实验中,当激光关闭时,小鼠的行为表现正常。但是当激光打开后,它们就成为了如《行尸走肉》中的僵尸。

美剧《行尸走肉》

耶鲁大学医学院的心理学研究员也是论文作者Ivan de Araujo说:“当我们打开激光时,小鼠们就会跳到一个物体上,并用爪子抓住它后进行猛烈地撕咬,试图捕捉并杀死这个物体。”

实验中,研究人员发现小鼠要捕杀它看到的一切事物,包括昆虫、机器昆虫,甚至是无生命的物体,比如瓶盖和木棍。

然而,De Araujo说小鼠并没有对同类或者研究人员表现出进攻性,似乎只会针对比它们目标小的物体。他说:“小鼠们并不是不受控制地想要捕杀任何东西,它们只针对那些看上去对他们来说像是食物的东西。”

这项研究已发表在1月12日《Cell》上(点击左下角阅读原文),科学家们使用了一种名为光遗传学的技术,控制与捕食相关的神经回路。实验鼠的基因经过了修改,所以特定的神经元对光敏感,这意味着激光可以打开或者关闭大脑中的神经元。

研究人员确认了中央杏仁核的两个神经元簇,该区域通常与情绪和动机相关。研究表明它们与两个运动区中的其他神经元通信,其中一个区域与奔跑和速度变化相关,另一个区域则与下巴和颈部的运动控制相关。

在现实生活的感觉线索中,比如当一个小动物跑过捕食者的视野,这会引起杏仁核的活动,激活其“捕杀”命令的神经链路。在该实验中,研究人员能够绕过常规的感官要求,而使用激光人为地激活捕食回路。

图像来自论文

他们发现这两簇神经元独立运转:如果研究人员只激活“捕捉”神经元,小鼠将追逐猎物,但是下巴的咬合力会下降50%。而当研究人员只激活“撕咬”神经元,空笼子中的小鼠会表现出“虚假的进食”行为,举起它们的爪子,仿佛在咬什么东西。

饥饿对捕食行为有很大的影响,饥饿的小鼠更具有进攻性。De Araujo说:“该系统不仅仅是广义的进攻性,这似乎与动物对获取食物的兴趣相关。”

这些相同的回路被认为仍然存在于人类大脑中,然而De Araujo说这些回路更有可能与我们寻找食物的冲动有关,而不是愤怒或者攻击的本能。

他说:“我认为捕食行为与食物摄入量本身更加相关,我不认为这与进攻性有关。”

英国纽卡斯尔大学的动物学家Candy Rowe教授说,该研究为捕食提供了很有价值的观点,小鼠大脑中存在捕食回路这并不意外。小鼠通常是被捕食的代表,以《猫和老鼠》为例,但事实上它们本身也是捕食者,尤其是对无脊椎动物,如每年这个时候的蠕虫或是冬眠的蝴蝶。

Rowe补充说,在未来,研究人员希望更好地理解是哪些感觉信息会触发追逐和捕获行为,以及猎物如何采取避免被捕食的策略。

她说:“捕食者和被捕食者之间可能有斗争,被捕食者可能会改变它们的外表,因此不会引起捕食响应;捕食者拥有帮助它们追踪被捕食者外表改变的神经回路,并在它们的环境中选择正确的物体去追逐和捕捉。”

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