
拯救他鼠的天生动力
这大概是最符合孟子和阳明思想的研究证据,生命天生具有的善良基础。人类、大象和老鼠,都具有这种救人一命的天生冲动。
一种拯救生命的天生动力 在老鼠身上,大脑的两个区域驱动着唤醒无意识同伴的冲动
目睹有人昏倒并随后进行心肺复苏术(CPR)的人表示,他们之所以出手施救,是因为凭直觉意识到如果不这样做,那个人就会死亡(1)。并非只有人类有这种本能。大象(非洲草原象和非洲森林象,2)、黑猩猩(普通黑猩猩,3)和海豚(宽吻海豚,4)等各种各样的动物,都能够识别出同类失去行动能力的状态,并通过触摸、轻推甚至搬运失去行动能力的个体来进行干预。在本期杂志的第843页和第842页,孙等人(5)和孙等人(6)分别提供了关于这种冲动背后的神经生物学信息。他们报告称,小鼠(小家鼠)具有唤醒失去反应能力的同类的本能,并确定了对这种行为至关重要的两个不同的脑区。这些发现进一步证明,许多物种都有在其他个体处于极度痛苦状态时提供帮助的冲动,同时也突显了驱动本能救援行为的神经机制。
天生驱动的社会行为是指那些并非通过明确教导获得,而是似乎预先存在于大脑中,随时准备在合适的情境下被触发的行为(7)。例如,刚孵化的小鸭或小鹅会只跟随它看到的第一个移动的物体,这是一种对后代生存至关重要的社会联系形式。这个过程被称为印记,由大脑中脑中部和内侧的N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体介导,而且这种印记非常强烈且不可改变,一旦发生印记,幼鸟就无法再对其他物体产生印记(8)。
孙等人研究了这种对特定社会行为的先天倾向是否也延伸到动物对其他个体明显痛苦状态的反应上。两个研究小组都发现,如果一只小鼠因镇静剂(5)或麻醉剂(6)而失去反应能力,其他小鼠会增加对它进行探查和梳理的时间。随着被注射药物的小鼠越来越深地陷入无反应状态,旁观的小鼠会从较为被动的社交探查行为,比如嗅闻,转变为越来越强烈地对面部进行梳理。这些旁观的小鼠很少会梳理清醒小鼠或睡着(但未注射药物)的对照组小鼠的面部。
一只旁观的小鼠咬住失去行动能力的小鼠的面部和舌头,将舌头从嘴里拉出来,扩大了失去意识的小鼠的气道。这种行为通常有助于恢复。图片来源:孙等人
孙等人(6)的研究表明,对面部的梳理特别集中在拉扯和咬住失去行动能力的小鼠的舌头。大约一半的情况下,旁观的小鼠能够将另一只小鼠的舌头从嘴里拉出来,成功地扩大了失去意识的小鼠的气道(见图片)。此外,当有异物放入失去行动能力的小鼠口中时,旁观的小鼠会先将异物取出,然后继续对舌头进行操作。这些行为让人联想到在心肺复苏术中教导人类如何清理失去意识者气道的方法(9)。
很容易将这些类似复苏的行为拟人化,认为这是啮齿动物版的心肺复苏术,但这些行为真的有助于恢复吗?孙等人(5)发现,接受了旁观小鼠对面部梳理的失去行动能力的小鼠抽搐得更频繁,而且关键的是,孙等人和孙等人都发现,这些小鼠比独自处于失去行动能力状态的小鼠更快地恢复了意识。此外,最近的另一项独立研究报告称,咬和拉扯舌头通过直接的舌-脑回路促进了麻醉小鼠的苏醒(10)。值得注意的是,在孙等人和孙等人的研究中,随着被注射药物的小鼠恢复意识,旁观的小鼠会减少对面部的梳理,最终恢复到嗅闻和其他互动行为,这些行为是清醒的小鼠对之间的典型行为。因此,对面部的梳理行为似乎有助于失去行动能力的小鼠恢复,并且似乎只有在旁观的小鼠感觉到需要进行干预时才会实施。
为了研究观察到的类似复苏反应背后的神经元机制,孙等人(6)在旁观小鼠的大脑中筛选候选脑区,寻找即刻早期基因Fos表达增加的情况,Fos是神经元激活的一个标记物。这次筛选确定了下丘脑室旁核(PVN)和内侧杏仁核为感兴趣的脑区。在产生催产素的PVN神经元亚群中,Fos的表达特别高,催产素是一种神经激素,对从蠕虫到人类等各种生物体的社会行为都很重要(11)。在啮齿动物中,催产素会促进安慰和类似共情的行为,这促使孙等人(6)关注这些神经元在介导类似复苏行为中的潜在作用。相比之下,孙等人(5)则将研究重点放在内侧杏仁核上,内侧杏仁核是大脑中对一系列先天社会行为至关重要的一部分。这些行为包括相互梳理,这是一种针对处于痛苦状态的动物的安慰性、轻柔的触摸形式(12)。
尽管研究的是两个不同的脑区,但孙等人和孙等人得到了非常相似的结果。在旁观小鼠中,内侧杏仁核和催产素能PVN神经元的亚群表现出的活动模式能够区分失去行动能力的个体和清醒的个体。这种区分在这两个脑区中所有记录到的神经元的集体活动中也很明显,这意味着大脑可能通过从单个刺激反应神经元的输出到整个神经元群体的总和输出等多种策略来编码关于失去行动能力状态的信息。此外,对内侧杏仁核中的神经元或PVN中的催产素能神经元进行实验性抑制会减少类似复苏的行为,而激活这些神经元则会增强这种行为。这表明这两个脑区对于促进救援反应都至关重要。
为什么两个不同脑区的神经元会对同一种行为产生作用呢?PVN中的催产素能神经元在整个大脑中有广泛的投射,包括与内侧杏仁核中的神经元有直接连接(13)。从这些投射中释放的催产素可能会增加与特定社会线索相关的神经元活动的信噪比,进而改变对这些线索重要性的感知(13)。例如,最近分娩的雌性小鼠释放的催产素会增强它们对处于痛苦状态的幼崽的关注,促使它们将这些幼崽带回巢穴。这是因为催产素增强了左侧听觉皮层对幼崽叫声的神经反应(14)。通过这样的机制,有人提出催产素以及其他神经调质,如多巴胺和去甲肾上腺素,能够以动态的方式塑造大脑中的信息处理过程,从而促进不同的认知和行为功能(15)。
在对失去反应能力的小鼠的行为反应背景下,部分由PVN催产素能神经元产生的特定神经调质状态,可能使包括内侧杏仁核在内的关键脑区能够进行最佳的信息处理,从而增强对失去行动能力状态的识别和/或促进救援反应。为了验证这一假设,需要对内侧杏仁核和其他目标脑区中催产素的释放进行实验性操作。
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