Science:挠痒痒的老鼠揭示了控制笑声的大脑结构

发表时间:2023-08-02 18:18作者:湾湾

作者 | PHIE JACOBS;

翻译 | BehaviorAtlas 团队;

原文链接:https://www.science.org/content/article/tickled-rats-reveal-brain-structure-controls-laughter.


老鼠喜欢被挠痒痒吗?科学家们说,这种毛茸茸的啮齿类动物非常爱玩。没错,在适当的情况下,它们确实喜欢粗暴地玩耍,被挠痒痒的时候会发出“咯咯的笑声”。现在,研究人员说,他们已经确定了负责玩耍的大脑区域。



拓展

什么是挠大鼠(Rat Tickling)技术?

挠大鼠是一种利用老鼠顽皮的社交天性进而实施的处理技术,是一种非常有益的社会接触形式。该方法可有效地降低大鼠对人类的恐惧并改善其福利。这个概念最初是作为研究社会游戏行为引起的积极情感状态的神经生物学基础模型而开发的。


莱斯布里奇大学(University of Lethbridge)的神经学家 Sergio Pellis 认为发表在 Neuron 杂志上的这一发现(玩耍和挠痒反应映射到大鼠导水管周围灰质的侧柱)代表着在了解玩耍和欢笑的神经基础方面 "向前迈出了美好的一步"。

图来源于:Michael Brecht,2023


柏林洪堡大学神经科学家 Michael Brecht 说,“玩耍是所有哺乳类动物中最不为人所知的行为类型之一”。他解释道,“神经科学倾向于研究消极的事情,比如攻击和恐惧背后的大脑区域。负责玩耍的大脑区域仍然是一个谜。”Michael Brecht 说,“对于积极情绪的研究相对较少,这是错误的”。


现有的研究表明,即使老鼠的整个大脑皮层(大脑中对意识和高级行为至关重要的部分)遭到破坏,它们仍会继续玩耍。这表明,玩耍和恐惧一样,是一种本能。一些研究认为,一种名为 "导水管周围灰质"(PAG)的结构可能与此有关,该结构在发声、战斗或逃跑反应以及其他行为中发挥作用。当老鼠相互打斗时,它们会表现出模仿恐惧和攻击的行为。因此,Michael Brecht 怀疑 PAG 或大脑的类似区域可能与玩耍有关。


Sergio Pellis 说,“老鼠能够进行与人类类似的特别复杂的游戏。”在之前的一项研究中,Pellis 的研究团队居然训练啮齿类动物玩捉迷藏游戏。在游戏开始时,一只老鼠被关在一个盒子里,研究人员则躲在房间的某个地方。然后,研究人员用遥控器打开盒子,让老鼠跳出来 "寻找"研究人员。当老鼠成功找到隐藏的研究人员时,它就会得到奖励。你猜对了,奖励是--挠痒痒!在研究人员寻找老鼠的过程中,老鼠也有机会躲藏起来,事实证明,它们特别善于想出有创意的藏身地点。Pellis 回忆说,它们制定策略的能力 "令人毛骨悚然"。

一只老鼠在玩捉迷藏时从纸板后面探出头来

图片来源:Intelligent Living


为了进一步研究 PAG 在玩耍中的作用,Brecht 研究团队首先确保大鼠对它们的新游乐场(昏暗的塑料箱)以及人类玩伴感到舒适。然后,研究人员玩起了 "追手 "游戏,并给动物的背部和腹部挠痒(请看下面的视频,这是之前实验中的一个例子)。面对挠痒痒,老鼠高兴地扭动身体,并发出无休止的 "咯咯 "笑声。


在游戏过程中,研究小组用脑电极监测老鼠的大脑活动。植入的小导线允许动物自由活动,而悬挂的超声波麦克风则监测它们的笑声,因为笑声过于尖锐(50 kHz),人类听不到。


当老鼠吱吱叫着玩耍时,它们的 PAG 的一个独特区域会出现活动。当把老鼠放置在会导致焦虑的环境(强光下、高处)中挠痒时,它们就不再吱吱叫了,PAG 神经元也变得暗淡无光。

被灯光照得很焦虑的大鼠。图片来源:Science


这表明,PAG 与大鼠的玩耍行为有关。但这完全是它的功劳吗?当研究人员向 PAG 注入一种化学物质以阻止神经元的功能时,动物在被挠痒痒时就不再吱吱叫了,而且对人类玩伴也失去了兴趣。研究小组得出结论:这一结果表明,PAG 在挠痒痒和玩耍中起着至关重要的作用。


未来,Brecht 希望研究 PAG 是否也有助于玩耍的其他方面,比如遵守规则。他说,在捉迷藏实验中,当人类玩伴重复使用相同的藏身点或未能正确隐藏自己时,啮齿类动物很快就会失去兴趣。


美国西北大学神经科学家 Jeffrey Burgdorf 说,玩耍对于人类和动物的福祉来说都至关重要。过去的实验表明,当某些动物被剥夺了玩耍的权利时,它们会变得抑郁,无法建立社交关系,对压力环境的适应能力也会降低。缺乏玩耍甚至会阻碍大脑发育。


Burgdorf 认为 Brecht 在老鼠身上的 "前沿 "工作有助于揭示人类玩耍的神经机制。他说,通过了解大脑是如何处理积极情绪和消极情绪的,或许能帮助研究人员开发出更个性化、更有效的焦虑症和抑郁症的治疗方法。


Brecht 则希望他的工作能让科学界更加重视玩耍。正如这项新研究表明的那样,玩耍的欲望可能是我们大脑的硬连线。如果我们玩得不够,后果可能会很严重。


多挠痒痒也许也没什么坏处。




拓展

通过挠痒痒这种互动安抚实验动物,可以让它们生活得更开心,这也有助于提升实验研究数据的质量。在 Megan R. LaFollette 博士时代,其所在的实验室甚至专门开设了一门挠大鼠的线上课程,指导实验员如何与自己的研究对象互动。想深入了解的,可以去搜搜看。


相关链接:http://storage.googleapis.com/ecourses/Rat%20Tickling%20Certification/story_html5.html


参考文献

1.Natalie Gloveli, Jean Simonnet, Wei Tang, Miguel Concha-Miranda, Eduard Maier, Anton Dvorzhak, Dietmar Schmitz, Michael Brecht.Play and tickling responses map to the lateral columns of the rat periaqueductal gray.Neuron,2023,ISSN 0896-6273.https://doi.org/10.1016/j.neuron.2023.06.018.

分享到:
首页     ·     业务领域    ·    关于我们   ·    新闻中心
广东省深圳市龙岗区星河WORLD G2栋
咨询热线
0755-89589672-861
官方微信:BehaviorAtlas
线上客服服务