作者:赵熙熙 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2016/11/14 9:41:23
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科学家发现大脑“痒区”

科学家发现大脑“痒区”。图片来源:《自然》

像人类一样,老鼠也怕痒。如今,通过向这些实验室中的啮齿动物大脑中植入电极,研究人员已经找到了大脑中驱动这一特征的区域,这一发现或许将有助于阐释人类怕痒的起源。

这项研究同时揭示了与人类不同的是,小鼠对挠痒痒的敏感性更多地受到其情绪的影响。研究人员表示,通过这项研究他们已经发现,小鼠怕痒的地方与人类类似——在它们的肚皮和后爪上,而非它们的后背或前爪。研究人员在11月11日出版的美国《科学》杂志上公布了这一研究成果。

在上世纪90年代晚期,当时在美国鲍灵格林俄亥俄州立大学任职的神经科学家Jaak Panksepp发现,小鼠在被挠痒痒和玩耍时会发出超声波的“啾啾”声。科学家认为这可能与人类的笑声类似。

其他一些动物也怕痒,包括狗和黑猩猩,但小鼠似乎尤为如此,并且它们很容易在实验室中加以研究。因此德国柏林伯恩斯坦计算神经科学研究中心的神经科学家Michael Brecht和Shimpei Ishiyama,决定利用这种啮齿动物研究大脑中究竟发生了什么。

研究人员向5只小鼠大脑中微小的躯体感觉区(哺乳动物大脑中响应皮肤触摸的一部分区域)中插入了8根电极丝。随后他们在这些啮齿动物的后背、肚皮和尾巴上挠痒痒,并记录了超声波的“啾啾”声。

研究人员发现,躯体感觉皮质中的神经细胞随后对肚皮上的挠痒痒进行了强烈响应,但对于后背却甚少响应,而对于尾巴几乎没有响应。同时,一种特殊的“啾啾”声模式与强烈的神经细胞响应相关。

Brecht和Ishiyama随后又研究了他们是否能够通过仅仅刺激躯体感觉皮质而获得啮齿动物的“啾啾”声。结果表明这样做确实能够让小鼠发出“啾啾”声,从而意味着该大脑区域是动物怕痒的关键。

研究人员还发现,当一对被挠痒痒的小鼠同时暴露在一个强光照射下的高架平台上时——这种情况被设计用来引发焦虑,正常的“啾啾”响应模式会减弱。研究人员从而断定,恐惧能够抑制躯体感觉皮质的活性。

研究人员表示,这项研究意味着小鼠怕痒的地方与人体类似,与此同时,一些哺乳动物之中可能共享了怕痒的神经解剖学硬连接。

Brecht表示,他们不但记录了躯体感觉皮质在挠痒痒期间的活动,还记录了小鼠追逐他们的手的情况,即便在研究人员没有触碰这些啮齿动物时也是如此。包括Panksepp在内的科学家推测这可能与怕痒的进化有关,即为了促进社会关系和玩耍。

如今在普尔曼华盛顿州立大学工作的Panksepp回忆说:“我挠的第一个动物发出了疯狂的‘啾啾’声。并且为了玩耍,这些最开始发出‘啾啾’声的动物会追逐我们的手。”Panksepp很高兴其他科学家能够以他较早前的研究为基础,并且对这项新的研究表示赞赏。

而英国伦敦大学学院惠康基金会神经成像退休教授、神经心理学家Chris Frith则提出,他在1998年利用脑部扫描发现,大多数人对自己挠痒痒并没有响应,这是因为被称为小脑皮质(负责预测运动将产生什么样的结果)的区域会抵消挠痒痒的感觉。尽管精神分裂症患者(他们很难区分由外部世界和自身产生的感觉)会对自己挠痒痒产生响应。

Frith说:“下一步需要看看老鼠会不会自己挠痒痒。”但他承认:“恐怕很难让老鼠自己逗自己玩儿。”(赵熙熙)

 
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