交配行為與大腦獎勵機制

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你可能想像不到，你能從草原田鼠那兒學到一些關於人際關係的知識。上周在《Nature》上發布的一項關於這些嚙齒動物的研究，幫助我們揭示了當腦中有情感(類似「愛」的情感)時，會發生什麼。

埃默里大學的研究人員發現，與配偶結合——即傾向於優先與特定伴侶共度春宵，與某些大腦獎勵機制的連通性有關。這項開展於雌性草原田鼠的研究表明，兩個特定腦區之間聯繫密切的田鼠，更有可能實行單配偶制，當科學家暗中操縱這種聯繫時，則可能會影響到田鼠們的選擇。

在這裡，單配偶並不是指肉體上的一夫一妻制。雌性草原田鼠更希望我們把這種選擇稱為「monogamish」：偶爾與各種各樣的異性交配，但始終與一個伴侶有著獨特的社會紐帶。當草原田鼠們通過這種特殊的情感來聯繫，他們會選擇花更多的時間和他們的伴侶一起，並且更多地關注他們。不像其他動物——相互一旦熟悉後，總會對對方失去興趣。事實上，在哺乳綱動物(包括人類)中，僅有5%和草原田鼠一樣，實行單配偶制。所以科學家們喜歡研究這些嚙齒動物的戀情。

「我們從功能性磁共振成像研究中了解到，交配中的人會激活大腦的獎勵機制，」該研究的共同第一作者、埃默里大學博士後研究員伊麗莎白·阿馬迪(Elizabeth Amadei)說，「然而，在自然社會的互動、聯繫中，人們很難測量人腦的活動，所以我們轉而選擇了草原田鼠作為模型。」

儘管沒有「love」，你無法拼寫出「vole(田鼠)」，但是田鼠的行為並不能歸咎於「愛」這種複雜的人類情感。共同第一作者、喬治亞州喬治亞理工學院的博士後研究員佐克·約翰遜(Zack Johnson)說：「交配本身就代表著一種強烈的、產生情感的的社會聯繫——人們稱之為「愛」。」一對草原田鼠的聯繫是終其一生的，而非僅僅「直到死亡讓我們分開」：如果其中一隻去世，另一隻將選擇孤獨終老。埃默里大學的副教授、資深作家羅伯特·劉(Robert Liu)表示，雖然在這一點上，草原田鼠和人類不完全一樣，但在選擇配偶或伴侶時，大家都差不多。

約翰遜說：「和草原田鼠一樣，人類也表現出來一種能和配偶形成強大而持久的社會關係的能力，儘管我們可能不會嚴格實行一夫一妻制。」

該研究集中在草原田鼠紋狀體皮質迴路，其中包括大腦前部和前額葉皮層、伏隔核之間的的連接。這兩個部位分別參與社會行為和大腦獎勵機制的途徑，它們在大腦的同一部分，有助於其他獎勵效應，例如吃東西時獲得滿足感，甚至沉迷酒精、毒品時獲得的快感。

草原田鼠嘿嘿嘿時，研究人員能夠用電極，測量前額葉皮層和伏隔核活性之間的相關性。怎樣才能知道兩隻草原田鼠在做羞羞的事？像人類一樣，他們纏綿在一起……咳咳。

雌性草原田鼠在交配前，腦電路中有不同的基線活動，而這些不同程度的連通性實際上表明，他們傾向於擁抱在一起。「似乎更傾向於有親和力，」Liu說，「這讓我們很驚訝，我們還不太清楚這意味著什麼。」

研究人員通過監測雌性田鼠發現，當草原田鼠花更多的時間在一起(特別是交配時)，雌性田鼠前額葉皮層和伏隔核之間的溝通有所增加。Liu說，事實上，這個變化預測了動物們纏綿在一起的速度。

為了進一步證實大腦電路和交配行為之間的聯繫，研究人員使用光遺傳學，進行了另一個實驗。這是一種使用生物系統對光做出反應的新技術。「我認為最令人興奮的發現是，我們可以用來自藻類的光敏蛋白，將其注入腦電路，然後使用遙控燈來影響社會行為，」Johnson說。

科學家在草原田鼠大腦中調製了激光器，使這些田鼠被允許享有基本的「約會」權利。當然，他們沒有燭光晚餐，僅僅只是「Netflix and chill(來一發)」。(實際上，草原田鼠顯然不允許物理交配，因為物理交配會通過增加皮質紋狀體電路的活動，加速交配過程。)

相反，每個雄性田鼠被放置在一個杯子(Liu說這相當於「監獄」)里，雌性田鼠仍然能看到、聞到並聽到他，但不與他交配。他們在一起，卻被限制著，所以在正常情況下，他們的互動不足以讓他們實際結合。當大腦電路被激光激活時，由於缺乏時間、得不到交配，草原田鼠比預期中更快地顯示出對所選「伴侶」的喜好。

因為這些腦區域存在於包括人類在內的其他哺乳動物中，Johnson認為這些機制有可能擴展到其他物種身上。「但是，如果沒有更多的實驗，我們不能確定這一點，」他補充說道。Liu也同樣樂觀地指出，他們研究的腦電路可能涉及人類的社會行為。「我們從人類的成像實驗中知道，當他們看到伴侶時，紋狀體的類似部分可以被激活。我們知道這個區域會被社會訊息激活，」Liu說，「我們在研究中所做的，就是搞清楚它到底會怎樣。」

研究人員認為，這甚至可以轉化成治療功能失調行為的方法，如自閉症。「我們所做的，是了解這一正常機制，讓社會訊息造福個人。」劉說。許多自閉症患者對社會訊息無法產生回應，因此理解人腦回應訊息的機制，可能對治療功能失調行為有所幫助。

研究人員正在進行下一步計劃：探索大腦的神經化學景觀。神經遞質催產素和多巴胺通常被稱為「幸福葯」——這可能是一個很好的起點；以前的研究表明，它們可以增加腦電路中的活性，並促進交配行為。

Liu說，理想情況下，有一種方法能在治療環境中直接刺激電路。他指出，光遺傳學可能是一場漫長的過程。雖然基於光的技術，目前正在為視網膜使用(治療盲症)，但是對於處理功能失調的問題來說，實踐太無道理了。不過劉認為，經顱磁刺激技術(TMS)——在患者頭部附近創建一個磁場，以誘發大腦中的電流，在未來幾年可能會更有前途，因為技術一直被改進著。

「技術總是在進步，」Liu說，「也許在將來，我們能夠刺激大腦中的特定電路，並且用以治療某種病症。」

本文譯自 popsci，由譯者 金桔楓 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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