科学家在小鼠身上发现了镜像神经元

在自然界中，当两只动物打架时，它们很少没有观众。把镜头拉回一对冲突的狮子身上，你会看到他们的同伴在看着。

斯坦福医学的研究人员想知道场边的动物如何看待这些攻击性的相互作用。在一项针对小鼠的新研究中，他们发现大脑中被称为“愤怒中心”的部分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——当一只动物在做这种行为时，当它看着另一只动物做同样的行为时，它们就会活跃起来。

这项研究首次在小鼠和下丘脑(大脑的进化上古老的部分)中发现了镜像神经元，暗示了镜像神经元的起源比以前认为的更原始。

该研究于15月<>日发表在《细胞》杂志上。

评估攻击性

“野外的侵略很少是私人事务，”精神病学和行为科学教授，该研究的资深作者，MBBS博士Nirao Shah说。“攻击性通常不仅是为了打败另一只动物，而且还要告诉附近的其他人，'嘿，我是老板。这是一次公开展示。

Shah实验室的先前工作将雄性小鼠的攻击性追踪到腹内侧下丘脑的一部分的脑细胞簇。(在雌性小鼠中，相同的神经元不会引发攻击。这些神经元被称为“愤怒中心”，可以激活攻击性，但似乎对小鼠的社会化也很敏感——社区饲养的老鼠攻击性较小。“这项研究让我们思考，'这些神经元还对什么敏感?'”沙阿说。

Shah实验室的博士后研究员，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。

“事实证明情况确实如此：它们反映了其他动物的攻击性，”沙阿说。这些神经元实际上是在评估，'我处于什么样的攻击性情况?'”

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睹战斗的雄性小鼠的愤怒中心的活动。

引发雄性小鼠之间的战斗很简单——研究人员只需要将一只雄性小鼠引入另一只雄性小鼠的笼子里。常驻鼠标会攻击入侵者并表现出威胁行为，例如尾巴嘎嘎作响。为了建立目击者，研究人员允许一只孤独的老鼠通过透明的分隔线观察这些战斗。

他们发现，愤怒中心中几乎相同的一组神经元在战士和观察者中都很活跃 - 将它们限定为镜像神经元。

在小鼠身上发现镜像神经元“非常令人震惊”，Shah说。大多数关于镜像神经元的研究都集中在灵长类动物中发现的神经元，在大脑皮层中，大脑中进化最先进的部分。

另一个令人惊讶的是，在观察者中，攻击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发射，而不是在它被转开时发射。当研究人员关灯时，观察者的镜像神经元对隔壁的争吵完全没有反应。

研究人员还发现，这些镜像神经元似乎天生就适应攻击性，即使在从未目睹或从事攻击行为的小鼠中也是如此。当老鼠观察其他行为时，它们不会开火，比如嗅闻、梳理或在轮子上奔跑。

对战斗至关重要

接下来，在一系列实验中，研究人员证明，攻击镜像神经元不仅能感知攻击性，而且能够感知攻击性。当它们选择性地抑制这些神经元时，小鼠对雄性入侵者的反感较小，并且发起的攻击或尾巴嘎嘎声只有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。他们不仅对男性入侵者发起的攻击是平时的三倍，甚至攻击了女性访客，而女性访客通常会引发活泼的耦合行为。不用说，它们在交配方面不太成功。雄性老鼠被激怒了，它们甚至对自己的镜子反射发出尾巴。

“它告诉你，这些神经元的活动足以进行攻击，即使没有挑衅，”沙阿说。

自從1990年代發現以來，鏡子神經元引起了人們對流行文化的興趣，並且毫無根據地猜測它們可能是我們模仿，同情，發展文化，甚至欣賞藝術的能力的基礎。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中研究它们。

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(在这种情况下是攻击性)做出反应，而且还控制它。

从老鼠到男人?

Shah说，攻击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进化过程中是保守的。

“这表明我们可能有相同的神经元，也许它们编码了我们自己的一些攻击性品质，”他说。

研究人员没有调查观察攻击性行为如何影响观察者，但他们提供了自己的猜测——也许，就像拳击手研究对手动作的视频一样，场边的老鼠学会了成为更好的战士。

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