科学家用光触发老鼠神经元 老鼠瞬间变身杀戮机器-文献综述-资讯-生物在线

科学家用光触发老鼠神经元 老鼠瞬间变身杀戮机器

作者:北京众实迪创科技发展有限责任公司 2017-01-19T00:00 (访问量:2502)

        据外媒综合报道,在许多经典恐怖电影中,很多胆小的人最终都被科学家改造为天生本能的杀手,但很少有人能解释原因。然而最近在实验室中对老鼠进行研究时,科学家们却再现了这个令人毛骨悚然的场景,并发现触发这种掠食本能的大脑机制。

研究表明,一组神经元可触发老鼠追捕猎物的本能,其他神经元则促使老鼠颚部和颈部肌肉纠结,做出撕咬和杀戮行为。这项研究依赖于光遗传学技术,即利用光人工激活神经元,让科学家可更有效地开关动物的杀手本能。当启动激光时,动物表现正常,但在触发杀手本能开关后,老鼠就变成《行尸走肉》中的行尸

耶鲁大学医学院精神病学专家伊凡··阿罗约(Ivan de Araujo)说:我们打开激光,老鼠们就会调到某个物体上,用爪子紧紧抓住它,并猛烈撕咬,就要像它们要抓住并杀死它。在研究中,这些老鼠几乎会追杀面前的任何东西,包括昆虫、机器人昆虫甚至无生命的物体,比如瓶盖或木棍等。

可是阿罗约表示,这些老鼠对同类或研究人员并未展示出攻击性,它们的目标似乎都是比自己体型更小的动物或物体。他说:它们似乎只针对那些能够抓住或控制住的对象。它们并未失控,或尝试杀死任何东西,只是那些对于它们来说更像食物的东西。

在研究中,科学家们利用了名为光遗传学技术,精确定位并控制了老鼠杀手本能的神经元回路。这些老鼠经过基因改造,因此其特定神经元对光特别敏感,这意味着当激光照射到老鼠大脑时,可以打开或关闭它们的神经元。科学家们在老鼠大脑中央杏核仁区域确认了两组不同的神经元,这里是控制情绪和动机有关的区域。

研究证明,与这两个区域的神经元接触,1个区域与控制老鼠奔跑和变速能力有关,另一个则可控制它们的下巴和颈部运动。科学家们称,在试验中,当小动物掠过捕食者的视野时,就会触发大脑中央杏核仁区域的活动,驱使它们启动追逐和杀死的神经元指挥链。研究人员甚至可以绕过某些感官,通过激光人为地触发捕食回路。

研究人员发现,这两组神经元都是独立运行的。如果只激活猎捕神经元,动物只会追逐猎物,但是下颌咬合力会降低50%。阿罗约说,试验中的老鼠并未对猎物进行击杀性撕咬。而当撕咬神经元被激活后,老鼠就会展示出进食行为,抬高爪子好像在吃东西。

饥饿对捕食行为产生巨大影响,饥饿的老鼠在追逐猎物过程中会表现出更强攻击性。阿罗约说:这种机制不仅是广义攻击性,似乎也与动物获取食物的兴趣有关。阿罗约认为,同样的机制在人类大脑中也存在,但是它更有可能与驱使我们去寻找食物有关,而非愤怒或攻击本能。他说:我认为掠食行为可能与食物摄入本身有关,而非与攻击性行为有关。

纽卡斯尔大学动物学家坎迪·罗维(Candy Rowe)表示,这项研究对动物捕食行为提供了宝贵的洞察,但她称老鼠大脑中存在高效掠食回路并不令人感到惊讶。她说:老鼠经常代表猎物,就像在《猫与老鼠》的动画片中那样。但事实上,它们本身也是掠食者,特别是对无脊椎动物来说。

罗维认为,科学家们希望将来更够更好地理解,什么样的感官信息触发追捕行为,猎物如何进化出逃避追捕的策略。罗维说:在掠食者与猎物之间总是存在争斗,猎物似乎尝试改变自己的外观,以便不会触发掠食者的追捕反应。而掠食者则可选择神经回路,者可帮助它们追踪猎物外貌的变化,并选择周围合适的目标进行追捕。

但实际上,此举并非要将老鼠变成毫无意识的僵尸杀手,在笼子里游荡寻找下个目标。科学家们只是触发了老鼠已经在野外早已存在的行为——捕猎。他们帮助老鼠变成更高效的猎人,但这依然是老鼠的本能,并未超越它们的生存能力范畴。最关键的地方在于,这是科学家们首次在非自然状态下触发了老鼠的掠食本能,而绝非让老鼠变成僵尸。

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