老鼠分享彼此的痛苦和恐惧
老鼠分享彼此的痛苦和恐惧

老鼠分享彼此的痛苦和恐惧

根据一项新研究,动物们会适应笼子里的情绪状态,而在这个过程中参与的大脑部分对疼痛和恐惧的反应有所不同。

阿曼达Heidt
阿曼达Heidt
2021年1月14日,

上图:这些老鼠是一项实验的一部分,该实验表明,不同的神经回路控制老鼠对经历恐惧、疼痛和疼痛缓解的笼中同伴的移情反应。
MONIQUE SMITH和BORIS hefets

T与他人共情的能力源于漫长的进化史,包括人类以外的动物的类似共情行为。例如,鲸鱼和灵长类动物会和它们的社会群体一起悲伤,而啮齿类动物能够识别并对它们邻居的恐惧和痛苦做出反应。

1月8日,一项研究发表在科学研究人员发现,小鼠在进行移情行为时,其大脑回路会因所经历的情绪而有所不同。例如,疼痛的社会传递是由一个涉及大脑前扣带皮层(ACC)和伏隔核(NAc)的通路介导的,而基于共情的恐惧是由从ACC到基底外侧杏仁核(BLA)的投射控制的。这些结果也首次表明,观察邻居的疼痛减轻可以使老鼠自己的疼痛更容易忍受。

”作者能够从ACC确定特定的输入和输出到其他的大脑区域,以前没有做过的,和显示他们不同取决于你在哪个州,”斯蒂芬妮·普雷斯顿,密歇根大学的神经学家和心理学家研究人类同理心,告诉欧洲杯微信竞猜活动。“这是一种新奇的展示,它展示了超越共情疼痛和恐惧的一般概念的特定线路。”

同理心通常是通过核磁共振扫描来研究人类的,在这个过程中,一个人必须完全静止地躺在一个嘈杂的封闭空间里。因此,斯坦福大学(Stanford University)的神经科学家、该研究的资深作者罗伯特·马伦卡(Robert Malenka)说:“要进入人类大脑,并在我认为需要理解的细节层面上阐明其机制,要困难得多。”

啮齿动物是社会性动物,能够对邻居的情绪做出反应,因此为探测与同理心行为相关的神经回路提供了一个易于处理的模型系统。更好地理解移情作用的分子和神经基础很重要,不仅对于人类社会互动的研究,而且对非侵入性治疗的人的发展条件,限制他们同情他人的能力,如自恋型人格障碍、边缘型人格障碍、心理变态。

为了测试同理心的恐惧交换,Malenka的团队对一些老鼠进行了电击。第二天,这些“旁观者”目睹了一只同伴老鼠反复被电击,导致它冻结,作为“战或逃”反应的一部分。一天后,当“旁观者”老鼠被单独放回实验场地时,它也僵住了,这支持了老鼠看到他人的痛苦时会产生移情反应的观点。

在测试同一只老鼠对疼痛的移情反应的试验中,研究人员给20只老鼠注射了一种会引起炎症的物质。然后,将一对旁观者老鼠放入笼子,这两只老鼠可以相互交流一个小时。随后,旁观者接受了一系列测试,以确定其疼痛阈值。在每一个案例中,与笼中同伴互动的小鼠在分离后至少4小时内对疼痛的耐受性较低,与一对相互作用但都没有接受炎症注射的对照组小鼠相比。

最后,Malenka和他的同事想知道疼痛缓解是否可以以同样的方式在社会上转移。这次,研究小组给两只老鼠注射了炎症化合物,但给一只老鼠注射了吗啡。即使在没有注射吗啡的情况下,第二只老鼠的疼痛耐受性却更高了;呆在一个止痛的伙伴周围会让第二只老鼠的疼痛更容易忍受。

“我们认为我们已经直接证明了我们的老鼠正在经历一种移情反应,”Malenka说。“只要和同类呆上一个小时左右,它们就会适应同类的情绪状态。”

无论你是心理学家还是神经科学家,我几乎想不出还有什么比我们大脑中赋予我们同理心和同情心的东西更重要的研究课题了。

——罗伯特·马伦卡,斯坦福大学

在证明老鼠可以模仿它们邻居的行为状态后,研究小组接下来使用神经示踪剂和光遗传学来梳理与每种情绪状态相关的单个通路。

为了寻找示踪剂,他们给老鼠注射了良性狂犬病病毒。“我们做了一个聪明的实验,我们只在社会实验中被激活的神经元中表达狂犬病毒的受体,”Malenka说。通过追踪病毒穿过大脑的路径,他们能够证明疼痛的社会转移和疼痛缓解是由不同的途径介导的。

Malenka告诉我们结果欧洲杯微信竞猜活动研究表明,“就大脑机制而言,我们的移情反应具有某些特异性。”大脑的不同部位让我们能够对不同的经历产生共鸣。”

当研究人员在疼痛实验中使用光遗传学激活疼痛回路时,旁观者的反应变得更明显,旁观者在24小时内对疼痛的耐受性较低,而不是4小时。同样,当他们使用光遗传学关闭前扣带皮层和NAc(共情疼痛的路径)之间的联系时,感觉的社会转移停止了,这表明大脑两个区域之间的交流是促进共情行为所必需的。

关于恐惧,研究小组阻断了从前扣带皮层到BLA的信息流动,同样减轻了老鼠的恐惧反应。

波兰Nencki实验生物学研究所的神经生物学家Ewelina Knapska说,虽然老鼠的大脑和我们的大脑并不完全相同,但这项研究的结果似乎确实与已知的人类的一些同理心相一致。她说:“我认为这是一项非常好的研究,因为它显示了大脑皮层在控制老鼠下游结构方面的作用。欧洲杯微信竞猜活动。“我们知道前扣带皮层在人类实验对象控制同理心相关行为方面很重要,但我们在老鼠身上看到了一瑞士爱尔兰赔率个非常相似的组织。它为我们研究神经元回路的细节提供了一个很好的模型,并对研究的可译性寄予了希望。”

在最基本的层面上,研究结果可以为治疗人类疼痛或恐惧的新的、社会调节的方法提供信息,例如对创伤后应激障碍(PTSD)患者的群体治疗或改变医院病房的组织。普雷斯顿说,把手术后恢复的病人放在一个房间里,和其他手术过程中的病人在一起,可以加速所有人的愈合。

普雷斯顿说:“医院非常努力地维持这种可控的环境,因为他们相信这对病人的康复很重要。”“我们需要意识到控制环境并使其看起来更科学与放松一些限制并促进在这些人们正在努力恢复的环境中的团结之间的区别。”

除此之外,Malenka说,更好地了解与同理心相关的路径,可以促进关于用于治疗同理心相关疾病的药物的讨论。他说,虽然还需要更多的研究来确定啮齿类动物和人类之间的路径是守恒的,但这项工作已经在进行中。在他的实验室里,Malenka正在研究啮齿类动物的同理心反应是如何受到MDMA(一种被称为摇头丸的“致病药物”)的影响的。

“这不是什么疯狂的事情,”Malenka说欧洲杯微信竞猜活动的科学家,指出目前的临床试验正在测试MDMA对PTSD患者的疗效。“无论你是心理学家还是神经科学家,我几乎想不出还有什么比我们大脑中赋予我们同理心和同情心的东西更重要的研究课题了。”