在新冠大流行期間,由於夫妻被迫在彼此的陪伴下度過數天或數周,一些人重拾戀愛時光,過起了二人世界,而另一些人則趕往離婚法庭的路上。這兩種截然不同的結局都與一種叫做催產素的荷爾蒙有關。催產素是大腦產生的一種縮氨酸,它是一種神經調節劑,它可以將心臟連接在一起,也可以幫助激發攻擊性。
這一結論來自魏茨曼科學研究所和馬克斯·普朗克精神病學研究所的科學家的獨特研究,在半自然條件下生活的小鼠以高度精確的方式操縱產生催產素的腦細胞。這一發現可能為使用催產素治療各種精神疾病提供新的思路,從社交焦慮、自閉症到精神分裂症。
我們對催產素等神經調節因子作用的了解大多來自對實驗室動物在標準實驗室條件下的行為研究。這些條件都是嚴格控制和人為的,這樣研究人員就可以限制影響行為的變量的數量。但最近的一些研究表明,老鼠在半自然環境中的行為可以教會我們更多關於自然行為的知識,尤其是當我們打算將這些發現應用到人類身上時。
Alon Chen教授的實驗室團隊已經創建了一個實驗裝置,使他們能夠觀察接近小鼠自然生活條件的東西——小鼠可以探索的一個充滿刺激的環境——它們的活動被日夜用攝像機監控,並進行計算分析。
目前的這項研究已經進行了八年,由研究學生Sergey Anpilov和Noa Eren以及Chen教授實驗室團隊的科學家Yair Shemesh博士領導。然而,這項實驗的創新之處在於,它結合了光遺傳學——一種讓研究人員能夠利用光開啟或關閉大腦中特定神經元的方法。
為了創造一種光基因裝置,使研究小組能夠研究行為自然的老鼠,研究小組開發了一種緊湊、輕便的無線裝置,科學家可以通過遙控激活神經細胞。在光遺傳學專家Ofer Yizhar教授的幫助下,研究小組將Yizhar之前開發的一種蛋白質引入小鼠產生催產素的腦細胞。當無線設備的光線接觸到這些神經元時,它們對網絡中其他腦細胞的輸入變得更加敏感。
「我們的第一個目標。」 Anpilov說,「是達到實驗設置的『甜蜜點』(最有效點),在這個『甜蜜點』中,我們跟蹤自然環境中的行為,同時又不放棄對大腦功能提出有針對性的科學問題的能力。」
Shemesh補充說,「經典的實驗設置不僅缺乏刺激,測量往往只持續幾分鐘,而我們有能力追蹤一個群體在幾天內的社會動態。」
探究催產素的作用是對這個實驗系統的一種測試。人們曾認為這種激素能調節親社會行為。但研究結果一直是相互矛盾的,一些人提出了另一種假說,稱為「社會顯著性」,稱催產素可能參與放大對各種社會線索的感知,從而導致親社會行為或敵對行為,這取決於個人性格和他們所處的環境等因素。
為了驗證社會顯著性假說,研究小組使用了可以輕輕激活下丘腦中催產素產生細胞的老鼠,將它們首先放置在豐富的、半自然的實驗室環境中。為了進行比較,他們在標準無菌實驗室設置的小鼠上重複了這個實驗。
催產素會導致拮抗行為
在半自然的環境中,小鼠們開始對彼此表現出更高的興趣,但很快就伴隨著攻擊行為的上升。相比之下,在經典的實驗室條件下,增加老鼠體內催產素的分泌會減少攻擊性。Anpilov說:「在一個全是雄性的自然社會環境中,當它們為爭奪領地或食物而爭鬥時,我們會看到它們的好戰行為。也就是說,社會條件有利於競爭和侵略。在標準的實驗室環境中,不同的社會環境會對催產素產生不同的影響。」
如果「愛的荷爾蒙」更像是一種「社會荷爾蒙」,這對它的藥物應用意味著什麼?「正如之前的實驗所顯示的,催產素在諸如眼神交流或親密感等社會行為中起作用。」Eren說,「但我們的研究表明它並不能全面提高社交能力。它的影響取決於環境和個性。這意味著,如果將催產素用於治療,研究中需要更細緻的視角:如果我們想了解行為的複雜性,我們需要研究在複雜環境中的行為。只有到那時,我們才能開始將我們的發現轉化為人類行為。」
參與這項研究的有慕尼黑馬克斯·普朗克精神病學研究所的科學家,包括研究學生Asaf Benjamin和Stoyo Karamihalev,Chen實驗室的科學家Julien Dine博士和博士後研究員Oren Forkosh博士;海法大學教授Shlomo Wagner和博士後研究員Hala Harony-Nicolas博士;德國雷根斯堡大學的Inga Neumann教授和研究生Vinicius Oliveira;還有電子工程師Avi Dagan。
編譯/前瞻經濟學人APP資訊組
參考資料:
https://medicalxpress.com/news/2020-06-hormone-oxytocin-aggressive-behavior.html
https://www.cell.com/neuron/pdf/S0896-6273(20)30397-4.pdf?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0896627320303974%3Fshowall%3Dtrue