科学家在小鼠体内发现镜像神经元并发现它们适应攻击性

在自然界中，当两只动物打架时，它们很少没有观众。将镜头拉回到一对正在发生冲突的狮子身上，您会看到它们的同伴在一旁观看。

斯坦福大学医学院的研究人员想知道旁观的动物如何看待这些攻击性互动。在对老鼠进行的一项新研究中，他们发现大脑中被称为“愤怒中枢”的部分中的一些神经元在老鼠打架和观看其他人打架时都会放电。这种神经元被称为镜像神经元——当一只动物正在做这种行为时以及当它正在观察另一只动物做同样的行为时，它们就会活跃起来。

该研究首次在小鼠和下丘脑（大脑进化上古老的部分）中发现了镜像神经元，暗示镜像神经元的起源比之前认为的更为原始。

该研究于 2 月 15 日发表在《细胞》杂志上。

评估攻击性

“野外侵略很少是私事，”精神病学和行为科学教授、该研究的资深作者 Nirao Shah 说，MBBS 博士。“攻击性通常不仅是为了打败其他动物，也是为了告诉附近的其他人，‘嘿，我是老大。’ 这是公开展示。”

Shah 实验室之前的工作将雄性小鼠的攻击行为追溯到腹内侧下丘脑一部分的脑细胞群。（在雌性小鼠中，相同的神经元不会引发攻击性。）被称为“愤怒中心”的这些神经元可以激活攻击性，但似乎对小鼠的社会化也很敏感——共同饲养的小鼠攻击性较小。“这项研究让我们思考，‘这些神经元还对什么敏感？’”Shah 说。

Shah 实验室的博士后研究员和该研究的第一作者 Taehong Yang 博士提出，这些神经元可能对其他小鼠之间的攻击敏感。

“事实证明是这样的：它们反映了其他动物的攻击行为，”Shah 说。“这些神经元实际上在评估，‘我处于什么样的攻击性环境中？’”

愤怒的镜子

使用精确的成像技术，研究人员记录了参与斗殴的雄性小鼠和目击战斗的雄性小鼠愤怒中心的活动。

引发雄性老鼠之间的争斗很简单——研究人员只需将一只雄性老鼠引入另一只老鼠的笼子里。常驻老鼠会攻击入侵者并表现出威胁行为，例如摇尾巴。为了设立目击者，研究人员让一只孤独的老鼠通过透明的分隔物观察这些打斗。

他们发现愤怒中心的一组几乎相同的神经元在战士和观察者身上都很活跃——这使它们成为镜像神经元。

Shah 说，在老鼠身上发现镜像神经元“非常令人震惊”。大多数关于镜像神经元的研究都集中在灵长类动物的大脑皮层中，大脑进化最先进的部分。

另一个令人惊讶的是，在观察者身上，攻击性镜像神经元是由视觉触发的，而在战斗小鼠中，它们是由信息素的气味触发的。视频记录显示，镜像神经元仅在观察者面对战士的那一刻才会发射，而当它被转身离开时则不会。当研究人员关掉灯时，观察者的镜像神经元对隔壁的骚乱完全没有反应。

研究人员还发现，即使在从未目睹或参与过攻击行为的老鼠身上，这些镜像神经元似乎天生就适应了攻击行为。当老鼠看到其他行为时，例如嗅探、梳理或在轮子上奔跑，它们不会开火。

战斗必不可少

接下来，在一系列实验中，研究人员证明，攻击性镜像神经元不仅感知到攻击性，而且使它成为可能。当它们有选择地抑制这些神经元时，小鼠对雄性入侵者的厌恶程度降低了——并且发起的攻击或尾巴摇晃的次数仅为正常小鼠的三分之一。

相反，当镜像神经元被打开时，小鼠变得不分青红皂白地具有攻击性。它们不仅对男性入侵者发起的攻击是平时的三倍，甚至还攻击女性访客，而女性访客通常会引发活泼的交配行为。不用说，它们的交配不太成功。雄性老鼠被激怒了，它们甚至对着自己镜子里的倒影摇尾巴。

“它告诉你，即使没有挑衅，这些神经元的活动也足以产生攻击性，”Shah 说。

自从 20 世纪 90 年代被发现以来，镜像神经元引起了人们对流行文化的极大兴趣——并且毫无根据地猜测它们可能是我们模仿、移情、发展文化甚至欣赏艺术的能力的基础。然而，它们的真正功能仍然是个谜，部分原因是很难在灵长类动物身上研究它们。

这项针对小鼠的新研究提供了第一个证据，证明镜像神经元不仅对行为（在本例中为攻击行为）做出反应，而且还控制它。

从老鼠到人？

Shah 说，攻击性镜像神经元存在于大脑如此原始的部分这一事实表明，它们可能在从小鼠到人类的整个进化过程中得到了保护。

“这表明我们可能拥有相同的神经元，也许它们编码了我们自身的某些攻击性特征，”他说。

研究人员没有调查观察攻击行为如何影响观察者，但他们提出了自己的推测——也许，就像拳击手研究对手动作的视频一样，场外的老鼠学会了成为更好的战士。