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科学家们通过给老鼠挠痒痒来了解老鼠在玩耍时的大脑活动

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CNN报道

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小狗们在一年一度的小狗碗上搏斗。孩子们在校园里开始玩捉人游戏。玩耍在许多物种中都有观察和记录,而不仅仅是哺乳动物。

然而,根据柏林洪堡大学系统神经生物学和神经计算教授迈克尔·布莱希特博士的说法,玩耍是研究人员没有深入了解的东西。

为了更多地了解这种普遍行为背后的神经科学,他和他的同事们玩老鼠,给老鼠挠痒痒,观察老鼠的大脑活动。研究人员在7月28日发表在《神经元》杂志上的一项研究中发现,当老鼠玩耍和被挠痒痒时,它们的大脑中有一部分是活跃的。布莱希特是这项研究的资深作者。

布莱希特说,在某种程度上,所有哺乳动物都有顽皮的行为,尤其是在它们年幼的时候。研究表明,积极玩耍在鸟类中很常见,尤其是乌鸦等聪明的鸟类,在一些鱼类、青蛙和爬行动物中也有观察到。它可以采取多种形式,如混战和复杂规则的游戏,但也有一些共同的识别特征。

“首先,当动物或人类感觉不舒服时,他们不会这样做——当他们感到压力时,他们就不玩了。这本身就是有益的。”“你做这件事是为了好玩”,而不是像交易那样去获得奖励,比如奖励或薪水。

玩耍也经常伴随着发声——对人类来说,就是笑声。他说:“无论是动物还是人类,在玩耍的时候,都会发出非常响亮的声音。”这些声音将玩家联系在一起,并确保每个人都能从中获得乐趣。在老鼠身上,相当于笑声的是一种超声波吱吱声,这种声音对人耳来说太高了。

先前的科学研究表明,老鼠不仅在玩耍时笑,在被挠痒痒时也会笑。虽然挠痒痒不是一件有趣的事(有时甚至是痛苦的),如果是违背自己的意愿,那么小剂量的挠痒痒对接受者来说往往是一种享受。“老鼠真的很喜欢被挠痒痒,”布莱希特说。

更重要的是,他说,“老鼠的挠痒和顽皮之间有着非常明确的关系。”怕痒的老鼠也很好玩,反之亦然。

更好地理解玩耍是如何在大脑中运作的,在具体的层面上,可以对我们如何学习、成长和适应生活的挑战产生重要的见解。布莱希特说,玩耍行为可能是动物和人类作为训练大脑的一种手段而发展起来的。“我认为它可能比人们想象的更有价值,”他补充说。

关键脑区

为了进一步了解玩耍和被挠痒痒如何影响老鼠的大脑活动,研究人员设计了一系列实验。研究小组把注意力集中在中脑的一个叫做导水管周围灰质(PAG)的区域,因为除了与焦虑和恐惧有关的行为外,它还被证明与发声和笑有关。

研究人员和老鼠玩“追手游戏”,轻轻地挠它们的痒,同时用微小的无线神经探针记录老鼠的大脑活动。研究小组发现,挠痒痒和玩耍都会激活老鼠的PAG区域。此外,在科学家们抑制这部分大脑活动的实验中,老鼠在被胳肢时不太愿意玩耍或笑。

布莱希特说,在PAG的这一部分,“不仅有很多细胞对玩耍或挠痒做出反应”,而且大鼠的大脑对这两种活动的反应方式也是一样的。

他说,虽然他怀疑除了PAG之外,大脑的其他部分也参与了这些行为,但PAG是一个“在玩耍中非常重要的结构”。这是我们一直缺乏的东西——玩是很难研究的,而且没有很多大脑回路是专门用来玩的。”

游戏作为进化适应

密歇根州立大学(Michigan State University)行为神经科学副教授亚历克莎·维内马(Alexa Veenema)博士说,这项研究的设计“非常聪明”,它模拟了老鼠通常在社交游戏中发出的笑声。没有参与这个项目的Veenema同意Brecht的结论,即挠痒痒和玩耍使用一些相同的大脑回路。

维内马说,研究游戏很重要。因为它在动物王国中如此普遍,她说,“它在进化上一定很重要。”我们知道,如果我们剥夺老鼠或非人类灵长类动物,甚至人类儿童的这些社交互动,这些有趣的互动,会对他们以后的社会功能产生影响。”

维内马和布莱希特都表示,他们希望这项研究能帮助人们认识到玩耍的重要性,无论是对儿童还是成人。

维内马说:“也许一个结论是,不管你的年龄多大,都要参与到这种行为中来,每天都能通过有趣的行为获得一点乐趣。”

Kate Golembiewski是芝加哥的一名自由科学作家,她对动物学、热力学和死亡非常着迷。她主持喜剧脱口秀《一位科学家走进酒吧》。

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