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和人類一樣,老鼠也怕癢。現在,研究者通過在實驗室大鼠的大腦中植入電極,識別出了驅動這一性狀的腦區。這或許能幫助我們找到人類怕癢的由來。
這項11月11日發表於《科學》雜誌的研究還揭示,大鼠對撓癢的敏感度會受情緒的影響,與人類十分相似。在論文結果外,研究者還發現大鼠連怕癢的位置都和人類十分相似——肚皮或後爪,但後背和前爪並不怕癢。
在上世紀90年代末,當時就職於鮑林格林州立大學的神經科學家Jaak Panksepp發現,大鼠會在被撓癢和玩耍時發出超聲波的「吱吱」聲,或許與人類的笑聲類似。
包括狗和黑猩猩在內的一些其他動物也怕癢,但大鼠似乎尤為明顯,而且在實驗室容易管理。因此,伯恩斯坦計算神經科學中心的Michael Brecht和Shimpei Ishiyama決定用大鼠來探索在被撓癢時其腦部都發生了些什麼。
他們在五隻大鼠小小的軀體感覺區域(哺乳動物腦中對皮膚觸碰做出反應的區域)中插入了八個線電極,然後在它們的後背、肚皮和尾巴上撓痒痒,並記錄下了它們發出的超聲波吱吱聲。
體感皮層主幹區域的神經元會在肚皮被撓癢時劇烈放電,但對後背被撓的反應較輕,尾巴則幾乎沒有反應。劇烈放電與一種發出吱吱聲的特異模式也是相關聯的。
然後,Brecht和Ishiyama研究了能否只靠刺激體感皮層主幹區域來讓大鼠發出這種聲音——的確可以。因此,研究者推斷這一區域是怕癢的關鍵。
而當他們把大鼠放置在會導致焦慮的環境(強光下、高處)中撓癢時,大鼠發出吱吱聲的反應出現了削弱:研究者因此得出了恐懼會抑制體感皮層活動的結論。與此同時,大鼠和人類怕癢部位相同這一點表明,怕癢可能是不同動物共有的一種天生的神經構造。
Brecht表示,他們不僅記錄下了大鼠在被撓癢時的體感皮層活動,還記下了大鼠在研究者並沒有碰到它們時追研究者的手時的活動。這與其他一些研究者(包括Panksepp在內)的懷疑一致:怕癢是為了促進社會聯繫和玩耍而演化出來的。「我撓過的第一隻大鼠就像瘋了一樣吱吱叫,叫得最多的大鼠也開始因為好玩而追我們的手,」Panksepp回憶道,他現在就職於華盛頓州立大學。這一發現與實驗室小鼠沒那麼怕癢(而且也沒那麼愛玩耍)的觀察結果也是一致的。
Panksepp對其他科學家拓展他早年的研究感到很高興,並稱讚了Brecht和Ishiyama的工作。但他還希望能看到有人通過實驗探索大鼠是否會主動尋求對體感皮層的直接刺激,以確認大鼠在這一腦區被直接刺激時發出的吱吱聲是愉悅的表現。
倫敦大學學院惠康基金會神經影像中心榮休教授及神經心理學家ChrisFrith提了另一項建議。1998年,他利用腦部掃描表明,大多數人對自己給自己撓痒痒沒有反應是因為小腦似乎會預測一個動作會帶來什麼感覺,從而抵消了被撓癢的感覺,但難以區分外界和自我觸發的感覺的精神分裂症患者就能給自己撓癢。
「下一步的研究將是大鼠自己給自己撓癢,」他說。但他也承認,「讓大鼠這麼做或許並非易事。」ⓝ
Nature|doi:10.1038/nature.2016.20973
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