最新研發的強大而又精細的基因工具可以侵入性地探測動物的神經系統，遠遠超越了心理學家和認知神經科學家用來觀察人腦的安全但粗糙得多的技術。現在，在一系列非凡的實驗中，研究人員在小鼠身上找到了攻擊行為的觸發器——為我們提供了關於人類意識運作方式的新見解。
您可能會反對說，小鼠和人類不一樣，研究鼠類思維與研究人類思維不同。這個事實顯然是正確的。然而，小家鼠和智人都是大自然的產物，在感知、認知和情感處理方面有很多共同之處。無情的進化選擇過程塑造了這兩個物種——我們最後的共同祖先僅僅在7500萬年前。它們的大腦和基因組結構都反映了這種相似性。事實上，只有神經解剖學家才能區分米粒大小的小鼠皮層和同樣大小的人類皮層。如果您認為小鼠只是一個自動機，請在谷歌上搜索“世界上最聰明的小鼠”。排名第一的結果將是一個 YouTube 影片，名為“Brain Storm”，影片中一隻可愛棕色的小鼠正在跑一個複雜的障礙賽——在繩索上跨越深淵；跳過鐵環；上下蹺蹺板，越過鉛筆，爬上陡峭的斜坡，爬下梯子；並在障礙物周圍導航。它有時會猶豫，嗅探空氣，但一旦開始，就會迅速完成賽道。
當代分子生物學技術的驚人精細性和實用性在最近關於性和權力的實驗中得到了體現——性和權力是大眾文化、精神分析和藝術的中心主題。
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攻擊中心
我們的故事從下丘腦開始，下丘腦是大腦的一個古老區域，在整個哺乳動物進化過程中都得到保留。在人類中，它大約有杏仁大小，容納著各種各樣的神經元。這些細胞調節著不同的身體功能，如體溫、晝夜節律、睡眠、飢餓、口渴、性、憤怒、攻擊和對壓力的反應。早期的研究表明，電刺激這些部位中的一些部位會引發貓和老鼠的突然狂怒，並且腹內側下丘腦 (VMH) 與性行為有關。然而，促進攻擊的神經元的精確位置、其作用方式以及攻擊和交配（通常是兩種相反的社會互動形式）之間的相互作用仍然非常神秘。
來自加州理工學院的一個團隊，在神經生物學家大衛·J·安德森的領導下，開始著手解決這個問題。在四個步驟中，由博士後研究員林達宇（現任職於紐約大學）帶頭的七位科學家，確定了 VMH 中攻擊神經元的關鍵作用。實驗場景是單獨飼養的、有性經驗的雄性小鼠的籠子。當另一隻小鼠，無論是雄性還是有性接受能力的雌性，進入籠子時，雄性常住小鼠通常會攻擊前者，但與後者交配。科學家們錄製了行為的影片，以便使用機器視覺工程師皮奧特·多拉爾和皮耶特羅·佩羅納開發的軟體，對數百次遭遇中每對動物互動（謹慎的嗅探和退縮，推搡、推擠和咬齧，爬跨和性行為）的詳細時間過程進行統計分析和時間對齊。
第一個實驗是分子生物學版本的腦成像。透過檢測 c-fos 的存在，c-fos 是一種在神經元活動後迅速合成的蛋白質，研究人員可以識別出參與某些行為的神經細胞。與功能性 MRI 不同，功能性 MRI 視覺化包含多達一百萬個神經元的活性灰質“體素”，這種方法可以精確定位到單個細胞。VMH 內的一個神經元子集，稱為 VMH 的腹外側區域 (VMHvl)，在以打鬥結束的雄性-雄性相遇後變得活躍。雄性與雌性交配時也出現類似的結果。但這些神經元是相同的細胞還是不同的細胞？在西雅圖艾倫腦科學研究所的合作者的幫助下，該團隊應用了 c-fos 方法的一種變體，該變體可以區分在兩次不同的、連續的行為遭遇中啟用的神經元。這些結果表明，令人驚訝的是，許多被調查的大腦區域包含在打鬥與交配期間啟用的單獨但混合的神經元群體，只有很小的重疊程度（約 20%）。
現在生物學家已經確定了一個位點——在許多位點中——容納著選擇性地為社會交往啟用的神經元，他們透過將非常精細的電極放置在附近來監聽正在發生的事情。當小鼠獨處時，這些細胞是靜止的，當雄性入侵者進入籠子並且常住小鼠發起攻擊時，這些細胞的活動水平逐漸增加。更令人困惑的觀察結果是，一些神經元在與雌性交配的最初探索階段也活躍，儘管只是短暫地活躍。相反，許多在打鬥期間發出訊號的細胞在交配期間受到積極抑制，表明攻擊和性之間存在內在的對立。套用 1960 年代的口號：要麼戀愛，要麼戰爭，但不能兩者兼得。
到目前為止，這些實驗揭示了神經元活動和行為（打鬥）之間有趣的關聯。但 VMHvl 在攻擊行為中起什麼作用？它的神經元是打鬥的原因嗎？
光與基因的結合
安德森和他的團隊是利用一種名為光遺傳學的卓越技術的大師[參見“玩轉生物電”，意識重述；2010 年 3 月/4 月]，以刺激 VMHvl 中數百到數千個細胞，在小鼠大腦的 4000 萬個細胞中。科學家們將攜帶經過改造的 DNA 片段的遲緩病毒注入到動物一側的 VMHvl 中，這些 DNA 片段被設計為編碼對藍光選擇性的光敏離子通道。由於大腦深處是黑暗的，啟蒙來自於一條穿過組織的小型光纖。在將細胞與外界分隔開來的膜中表達，神經元對藍光做出反應併產生興奮。每一下光脈衝可靠地觸發受感染神經元中的一個或多個電脈衝。一旦動物恢復，僅憑它們的行為或與其他動物互動，就看不出有什麼明顯的差異。
當小鼠獨自一人時刺激 VMHvl 沒有任何作用。然而，在另一隻動物存在的情況下，小鼠發起了一次協同攻擊，通常是透過咬入侵者的背部。與該物種通常的行為不同，被照射的雄性不分青紅皂白地攻擊雌性、閹割的雄性或麻醉的小鼠——有時甚至是一個充氣的乳膠手套。一旦光線停止，攻擊行為也停止。感染和光線傳遞必須針對 VMHvl 核；刺激附近的區域不會產生這種效果。這是一個引人注目的且直接的神經元與行為之間聯絡的證明。興奮 VMHvl 神經元會導致攻擊行為。
最後，安德森和他的團隊轉向了 VMHvl 細胞對於攻擊行為的發生是否必要的問題。他們使用一種不同的技術，對 VMHvl 細胞進行基因“沉默”，有效地將它們關閉數天。這種沉默顯著降低了發生攻擊性遭遇的可能性，並延長了發起攻擊所需的時間。
當然，我們不知道當光束照亮其下丘腦攻擊中心時，受感染的齧齒動物在其鼠類思維中經歷了什麼。但它的行為完全符合這樣一種觀點，即它的突然暴力伴隨著一陣針對附近任何事物的任性憤怒，包括對毫無威脅的無助受害者。一些讀者可能對這種“非理性”的衝動情緒並不陌生。但幸運的是，我們大多數人可以控制我們的憤怒，不會對我們尖叫的老闆大發雷霆，這可能是透過來自前額葉皮層的下行纖維來抑制我們的下丘腦。期望研究人員能在不久的將來研究小鼠的這種憤怒管理機制的神經元基礎，這並非不合理。