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科学家发现大脑“痒区”

科普小知识2022-02-15 00:23:47
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科学家发现大脑的“瘙痒区域”。照片来源:自然

像人类一样,老鼠也怕痒。现在,通过在这些实验室的啮齿动物的大脑中植入电极,研究人员已经在大脑中发现了驱动这一特征的区域,这一发现可能有助于解释人类厌恶瘙痒的起源。

该研究还显示,与人类不同,老鼠对挠痒痒的敏感性更受其情绪的影响。研究人员说,通过这项研究,他们发现老鼠在与人类相似的地方怕痒——在它们的腹部和后爪,而不是在它们的背部或前爪。研究人员于11月11日在美国杂志《科学》上发表了研究结果。

20世纪90年代末,美国鲍林格林俄亥俄州立大学的神经科学家杰克·潘克塞普发现,老鼠在被挠痒痒和玩耍时会发出超声波“啁啾声”。科学家认为这可能类似于人类的笑声。

其他动物也怕痒,包括狗和黑猩猩,但老鼠似乎特别怕痒,而且它们很容易在实验室里研究。因此,德国柏林伯恩斯坦计算神经科学中心的神经科学家迈克尔·布莱希特和石山伸平决定用这种啮齿动物来研究大脑中到底发生了什么。

研究人员将八根电极线插入五只老鼠大脑中的微小体感区域(对皮肤接触做出反应的哺乳动物大脑的一部分)。然后他们搔啮齿动物的背部、腹部和尾部,并记录下超声波的“唧唧”声。

研究人员发现,体感皮层的神经细胞随后对腹部的搔痒反应强烈,但很少对背部反应,对尾部也几乎没有反应。与此同时,一种特殊的“唧唧”声模式与强烈的神经细胞反应有关。

布莱希特和石山接着研究了他们是否可以仅仅通过刺激体感皮层来获得啮齿动物的“唧唧”声。结果表明,这样做确实可以让老鼠发出“唧唧”的声音,这意味着这个大脑区域是动物怕痒的关键。

研究人员还发现,当一对挠痒痒的老鼠同时暴露在强光下的高架平台上时——这种情况被设计成引起焦虑,正常的“唧唧”反应模式将被削弱。研究人员得出结论,恐惧会抑制体感皮层的活动。

研究人员说,这项研究意味着老鼠在类似人体的地方怕痒,而一些哺乳动物可能在怕痒的神经解剖学上有着共同的硬联系。

布莱希特说,他们不仅记录了挠痒痒时体感皮层的活动,还记录了老鼠追逐他们的手,即使研究人员没有接触啮齿动物。包括潘克塞普在内的科学家推测,这可能与厌恶瘙痒的进化有关,即促进社会关系和玩耍。

潘克塞普现在在铂尔曼的华盛顿州立大学工作,他回忆道:“我抓的第一只动物发出了疯狂的‘唧唧’声。为了玩耍,这些开始唧唧喳喳的动物会追逐我们的手。”潘克塞普很高兴其他科学家能够在他早期研究的基础上更进一步,并对这项新研究表示赞赏。

然而,英国伦敦大学学院韦尔科姆基金会的神经影像学和神经心理学退休教授克里斯·弗里斯指出,1998年他用大脑扫描发现大多数人对挠痒痒没有反应,因为被称为小脑皮层(负责预测运动结果)的区域抵消了挠痒痒的感觉。尽管精神分裂症患者(他们很难区分外界和他们自己产生的感觉)会对他们的搔痒做出反应。

弗里斯说:“下一步是看看老鼠是否会自己发痒。”但他承认:“恐怕老鼠很难自娱自乐。”(赵茜·Xi)