雌性實驗鼠通常是溫順、被動的生物。但是,透過基因關閉或手術切除它們嗅聞資訊素的能力,科學家們將它們轉變成了富有攻擊性、翹臀、發出聲音的浪蕩公子——而睪酮或其他類固醇激素並沒有顯著升高。
“雌性大腦具有控制雄性和雌性行為的神經元迴路,”哈佛大學分子神經科學家凱瑟琳·杜拉克說。“性別二態性在於允許一種行為被沉默的開關。”
至少在小鼠身上,性別特定行為的關鍵在於它們鼻子中的一組受體,這些受體使它們能夠嗅聞資訊素,這是一種特殊的化學物質,在同物種成員之間傳遞關於性準備狀態的資訊以及其他資訊。這種被稱為犁鼻器 (VNO) 的器官與大腦相連,記錄其他小鼠的性別,從而觸發適當的反應。
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但是,當研究人員透過基因手段停用 VNO 後,雌鼠開始追逐它們的雄性同伴,爬到它們身上並試圖進行翹臀動作 [見影片此處]。杜拉克補充說:“從行為角度來看,你無法將這種動物與雄性區分開來。”
“到目前為止,所有的想法都是雌性大腦可以產生女性行為,而雄性大腦可以產生男性行為,它們之間幾乎沒有或根本沒有串擾,”密歇根州立大學東蘭辛分校的神經科學家馬克·布里德洛夫說。“這些結果確實表明,至少對於小鼠來說,大腦保留了在成年期表現出男性和女性行為的迴路。”
研究人員在《自然》雜誌線上報告稱,手術切除 VNO 也會引發相同的行為。雄鼠的全部行為都展現了出來:從翹臀到旨在求偶的高音歌曲。“雌鼠從不做這種事——超聲波發聲,”杜拉克指出。“人們認為它們沒有喉頭。”
儘管雌鼠有時表現得很 macho,但它們也保留了自身性別的生物學功能,最終在與雄鼠配對後懷孕(儘管只是在積極嘗試爬上雄鼠之後)。然而,它們的母性本能並不強,因為它們在出生幾天後就離開了幼崽,這與正常的雌鼠母親不同。
目前尚不清楚停用雄鼠的 VNO 是否會使它們表現得像雌鼠,因為雌性實驗鼠在很大程度上是被動的,並且沒有表現出任何特別明顯的行為,杜拉克說。但非常清楚的是,雌鼠和雄鼠的大腦在功能上是相同的。“這樣做更容易,”杜拉克補充說。“如果你必須想象如何構建兩個完全不同的迴路,那將是很複雜的。”
這種發現的應用範圍有多廣仍不清楚。果蠅表現出類似的行為,但還需要進行更多研究來評估更廣泛的影響。“對於其他動物,我們需要探索 VNO 是否具有同樣的戲劇性效果,”布里德洛夫說。“這是否適用於所有齧齒動物?食肉動物呢?”
至於人類,我們似乎缺乏 VNO,資訊素可能在我們的交配儀式中發揮的作用較小。“人類更多地依賴視覺線索,”杜拉克指出。但我們的大腦可能以類似的方式連線,“兩種迴路都存在,並且其中一種始終受到抑制”。性別特定行為的關鍵可能與激素的關係不大,而與各種神經迴路如何被觸發的關係更大。