慈母手中線,遊子身上衣」道出了母愛的偉大與無私。年少時孟子的母親為了能夠給孩子提供更好的環境學習,多次遷居,也就有了後來的孟母三遷。這就是母愛的偉大。
為了知道在進行護犢子行為時,大腦中是如何運轉的,近些年來研究人員通過利用動物模型在調控母性行為的神經生物學方面取得了重要進展。
大鼠和小鼠等嚙齒類動物的母性行為主要包括對幼崽的舔舐(母鼠清潔幼崽並有助於排便和排尿)、理毛、銜回、嗅探、築巢(為了使幼崽處於溫暖的環境)、哺乳等行為,類似於人類行為。這些看似簡單的行為其實是一個複雜的過程:母性行為的建立-母性行為的感覺信息輸入到大腦中樞-大腦中樞作出反應-輸出具體的行為。
位於第三腦室附近的下丘腦內側視前區(MPOA)是控制母性行為關鍵腦區,該腦區存在多巴胺能、GABA能、穀氨酸能等多種類型的神經元,表達催乳激素受體,孕激素受體和雌激素受體等多個受體,且與下丘腦室旁核(PVN)、弓形核、下丘腦背內側核、VTA等多個腦區存在投射。
研究表明在小鼠發揮母性光輝時,該腦區約75%的抑制性神經元被激活。
目前研究發現表達雌激素受體a(Esr1)的神經元調控母性行為,而MPOA腦區高度富集表達Esr1。
早期Esr1在母性行為中的作用是通過病毒沉默的方式發現的,降低MPOA腦區的Esr1表達後小鼠明顯延長母鼠銜回小鼠的潛伏時間,母鼠對幼崽的舔舐行為也減少,也就是說母性行為受到影響。
隨後紐約大學醫學院的林大宇教授進一步發現慢性抑制MPOA腦區表達Esr1的神經元後母鼠銜回小鼠的次數減少,抑制了母性行為;光激活表達Esr1的神經元後促進母鼠銜回幼崽的行為。通過鈣成像光纖記錄系統發現Esr1神經元只在銜回這種特定的母性行為中升高,這表明MPOA腦區的Esr1能神經元特定響應於銜回行為。通過順行病毒示蹤實驗發現MPOA腦區的Esr1能神經元投射到VTA,光激活MPOA-VTA的神經環路後也可以促進母鼠銜回幼崽。
此外另外的研究發現催乳素受體也參與其中,特異性敲除MPOA腦區神經元上的催乳素受體後成年雌性小鼠拋棄出生後的幼崽,對它們不聞不顧,不再表現出母性行為。
中國科學院上海神經研究所許曉鴻課題組是目前國內研究母性行為的為數不多的研究團隊。下丘腦弓狀核(ARC)的刺鼠相關肽(AgRP)神經元具有促進飲食的作用,她們發現約30%的AgRP神經元投射到內側視前區,並形成抑制性突觸連接。光激活投射到內側視前區的AgRP神經元後雌性小鼠的築巢行為明顯降低,此外發現儘管進食24小時後雌性小鼠的銜回行為沒有受到影響,但是築巢行為減少。慢性抑制內側視前區的抑制性神經元活性後也可以減少築巢行為,激活該類神經元促進築巢行為。
除了MPOA腦區外,腹側終紋床核(vBST)也是調控母性行為的關鍵腦區。
中腦腹側被蓋區(VTA)是大腦關鍵的獎賞腦區。病毒示蹤實驗發現MPOA神經元可投射到VTA,在母性行為中這部分投射的神經元被激活。MPOA整合來自於感覺系統的信息後將其傳遞給多巴胺能獎賞系統。此外損毀VTA腦區後母性行為出現障礙,這些結果表明中腦多巴胺系統參與調控母性行為。
研究人員向VTA腦區注射巴氯芬(一種GABA-B受體激動劑)後抑制了母鼠銜回幼崽的行為。通過鈣成像光纖記錄系統發現在母鼠展現母愛的時候VTA區多巴胺神經元激活增多。
而在NAc(伏隔核)腦區注射D1 / D2受體拮抗劑後不僅減少母鼠的銜回行為,也減少舔舐行為,但是對哺乳並沒有影響。這可能是NAc)腦區存在兩種不同類型的神經元:多巴胺受體1型神經元(D1)和多巴胺受體2型神經元(D2)引起的。
隨後發現向NAc腦區注射D1拮抗劑後可明顯抑制母鼠的母性行為,但是抑制D2並不出現這種作用。此外,向MPOA腦區注射高劑量的D1拮抗劑後抑制母性行為,注射D1激動劑後促進母性行為。因此中腦多巴胺系統通過神經環路(MPOA-VTA)或多巴胺釋放控制母性行為。
目前對於母性行為的神經調控研究並不是很多,主要集中在MPOA、VTA、vBST等腦區。隨著研究的深入,可以知道這些「護犢子」母愛的更多機制。