@ 2017.03.24 , 21:00

光控狂鼠:科学家利用光遗传技术开关小鼠的杀戮本能

发布于:卫报 2017.01.12GMT by 科技特派员 Hannah Devlin @hannahdev

科学家精确定位了控制“杀戮本能”的脑回路,并利用光遗传学技术,
通过激光自由开启小鼠的“杀戮本能”。

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科学家通过一束连接到小鼠脑部的激光激活特定的神经元

近期的一项针对控制掠食行为的脑回路的研究中,小白鼠们演绎了一种典型的恐怖故事情节:一类平日里胆小如鼠(?)的家伙被科学家变成杀戮机器,不停追砍出现在他们前方的东西。

该研究发布在《Cell》上,主要是说科学家利用光遗传学技术,定位并控制那些参与掠食行为的神经回路。

研究发现,小鼠的杏仁核(主要与情感和激励相关)中有一簇神经元,与大脑控制奔跑和变速的运动区域沟通,激发其对猎物的追逐;另有一簇神经元与控制下颚和颈部的运动区相连,指示它们收缩颈部和下颚的肌肉进行撕□□。该研究还凭借光遗传学技术,使科学家可以用一束激光激活这些神经元,从而自由的开关小鼠的杀戮本能。

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图小鼠杏仁核对外界危险的处理--非本研究图片

实验未开启激光时,小鼠表现都正常,可一旦打开开关,他们简直变成了美剧中的丧尸。

研究的第一作者,耶鲁大学医学院的精神病学研究员Ivan de Araujo说:“我们打开开关后,小鼠就会跳上物体抱住猛啃,仿佛正在捕猎一样。”研究中观测到,小鼠几乎会任何捕猎挡在路上的小东西,包括虫子、机械虫子,甚至是瓶盖、小木棒之类死物。

不过,De Araujo 还表示小鼠并没有对其他小鼠和研究人员的手表现出那么多敌意,貌似只会把比它们小的物体当做目标。

“一定得是他们可以握住、控制的,想要追捕、征服的东西。”他说,“所以刺激这两组神经元并不是让它们想要攻击一切,而是一些对它们来说看起来像食物的东西。”

现实生活中的情境是,如果有小动物从面前跑过,掠食者的杏仁核中控制“追·□□”行为的神经链就会被激活,像这样:
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在实验中,科学家们设法旁路/绕过/屏蔽掉了这些神经的常规触发方式,改用激光进行人工触发。他们发现这两簇神经元独立运作:

如果只激活了“追”神经簇,小鼠会追逐猎物,但□□合力降低了50%,并不会给出致命的一□□;当他们只激活“□□”的神经簇,处在空笼子的小鼠也表现出了“妄想进食”的行为,举起爪子仿佛它们在咀嚼什么东西似的。

另外,饥饿对掠食行为有强力的影响--饥饿的小鼠在追逐中明显更具进攻性。“不只是广义上的进攻、挑衅,更多的展现出了对获取食物的兴趣。”De Araujo说。
科学家认为人脑中也有同样的回路,不过De Araujo觉得该回路更多的是与我们寻找食物的驱动力相关,即“找食物”这件事本身,而非愤怒的情绪或攻击的本能。

纽卡斯尔大学动物学家Candy Rowe教授,认为该研究为掠食行为的认识非常有价值,不过其中老鼠的大脑具备有效的掠食回路不是什么新发现。因为老鼠并不像人们一般认为的那样只是猎物,它们其实经常捕食无脊椎动物,在这个季节还会捕猎蠕虫和蛰伏的蝴蝶。
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Rowe认为,未来科学家们有望控制X24一类的人形兵器更好的了解到底是何种感官信息会触发掠食者捕猎行为,以及猎物们会进化出怎样的策略来避免触发掠食者的这些捕猎神经反应。

“掠食者和猎物之间会存在这种‘军备竞赛’,猎物们会被自然选择出不容易触发掠食反应的外貌,
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而掠食者会倾向于拥有不受变化的外形影响的神经系统,使他们可以在环境中选择出正确的猎物。”
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延伸阅读:

1.Sciencenews上也发布了这项研究的报道
2.光控小游戏:月光华尔兹 Moon Waltz
3.凶残的Jerry:BBC- 隐秘王国(非洲象尖鼠/象鼩)

本文译自 theguardian,由译者 脑阿残 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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