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生存，還是毀滅，這是一個值得考慮的問題！為這個問題困惑的不只是哈姆雷特，哪怕是一隻小老鼠，它也會面臨類似的重要的選擇。在這樣的生死抉擇面前，它該怎麼做呢？它的選擇會比哈姆勒特更聰明嗎？在下結論之前，先看看下面這篇由中國傳媒大學腦科學與智能媒體研究院的科研人員給您介紹的這篇最新的科學論文吧。可能你會改變自己的想法。
當面對恐懼性刺激時，動物通常會採取兩種防禦策略：1) 主動性反應，如快速逃跑；2) 被動性反應，如靜止不動。
早期的研究指出，杏仁核(Amygdala)尤其是基底外側(basolateral)的部分在動物多種防禦性反應的產生過程中扮演著非常重要的作用。而近期的實驗表明，位於杏仁核中央部分的核團(central amygdala, CeA)同樣參與了對動物防禦性反應的調控，但具體的作用機制仍不清楚。2016年6月15日發表在《The Journal of Neuroscience》上的一篇研究首次在活體的動物身上發現，CeA區一種神經元核團(somatostatin neurons)的活性高低決定了動物在面對恐懼刺激時，是採取主動的防禦行為還是被動的防禦行為。
該論文的研究團隊主要來自美國冷泉港實驗室(Cold Spring Harbor Laboratory)，實驗對象是活體小鼠。行為學實驗中，把小鼠的頭部固定住，具體實驗分為兩部分，(1) 被動性防禦行為：先讓動物處於缺水狀態，然後通過小管提供水分，小鼠會用舌頭舔水(lick water)。接著，施加一個聲音的刺激作為條件刺激(conditioned stimulus, CS)和一個電擊的刺激作為恐懼性刺激(unconditioned stimulus, US)，重複多次來訓練小鼠，最後測試在只有CS情況下，小鼠舔水的頻率變化(lick rate)；(2) 主動性防禦行為：同樣是讓動物早期處於缺水狀態，然後用小管提供水分，通過CS和US刺激來訓練小鼠。不同的是，小鼠的四肢位於可滾動的圓輪上，即小鼠在一定程度上是可運動的。 下圖A-C中給出了被動性防禦行為實驗的示意圖和具體的操作過程。D圖中左邊數據給出了在訓練階段，CS刺激時期小鼠舔水頻率的降低；右邊數據給出了對於訓練好的小鼠，只有CS刺激下小鼠舔水頻率的降低。E圖中的數據是對8隻小鼠數據的平均。這組結果表明，面對恐懼性刺激，小鼠會被動地選擇停止正在進行的活動。
為了分析這種變化背後的神經機制，研究人員通過光遺傳學技術，選擇性地激活CeA區中somatostatin neurons (SOM神經元)的活性，也能復現上面的實驗現象。如下圖所示，通過藍光激活SOM神經元後，小鼠的lick rate幾乎消失，而激活非SOM神經元，則沒有這些變化。C圖是對多隻小鼠數據的平均。D圖用鈣成像技術顯示了CeL(CeA)區SOM神經元的活動狀態。這組結果表明，小鼠採取被動性防禦反應與SOM神經元的激活有關。
下圖A顯示了主動性防禦行為實驗的示意圖。實驗中，通過光遺傳學技術可以選擇性的抑制掉SOM神經元的活動。B-C是對應的被動性行為實驗的結果。在D圖的主動性行為學實驗中，通過光刺激抑制SOM神經元後，小鼠在圓輪上的跑動速度顯著增高，E圖中給出了相應的統計結果。這組數據表明，SOM神經元活性的降低與小鼠主動性防禦反應有關。
綜上，這篇研究的主要結論是：當CeA區SOM神經元活性高時，小鼠傾向於採取被動性的防禦行為；而當SOM神經元活性低時，小鼠傾向於採取主動性的防禦行為。
對恐懼性刺激的防禦不僅發在小鼠等動物身上，在人身上也很普遍。本文中介紹的這篇研究有助於幫助我們理解為什麼在面對恐懼刺激時，有人採取主動性防禦行為（如：快速逃跑），有人採取被動性防禦行為（如：靜止不動），根本原因是與大腦CeA區SOM神經元的活性高低有關。（編譯：中國傳媒大學 腦科學與智能媒體研究院 汪雷 白宇）
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文章來源：微信公眾號人工智慧學家
（責任編輯：馬郡 HN022）