撓癢癢是一種神秘的現象:這種特殊的觸控形式非常強大,它可以讓我們幾乎無法控制地尖叫、喘息、大笑或無助地懇求饒命。然而,我們仍然不瞭解它是如何運作的。幾十年前,科學界驚訝地發現老鼠也和我們一樣容易被撓癢癢,而今天發表在《科學》雜誌上的一項研究揭示了更多關於老鼠被撓癢癢時大腦中發生的事情。
柏林洪堡大學的研究人員在不同的情況下對老鼠進行撓癢癢和玩耍,並能夠識別出大腦中的一個區域,這個區域可能是老鼠如何反應的關鍵。但這裡有一個問題:這個大腦區域在快樂的老鼠被撓癢癢和玩耍時會被啟用,但在焦慮的老鼠被撓癢癢或玩耍時則不會做出反應。也許最引人注目的是,當科學家刺激這個大腦區域時,老鼠立即開始發出與被撓癢癢和玩耍時相同的高音“咯咯笑”(超出人類聽力範圍)。
許多哺乳動物物種對昆蟲在皮膚上爬行引起的輕微、癢癢的騷擾很敏感,但很少有對“咯咯癢癢”——即強烈、引人發笑的撓癢癢做出反應的。科學家們曾經認為,“咯咯癢癢”的影響僅限於人類和其他靈長類動物等高度智慧、社會化的物種。然而,在1999年,雅克·潘克塞普和傑弗裡·伯格多夫成功地證明,撓幼鼠會促使它們發出與玩耍時相同的超聲波咯咯笑聲。
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本研究的共同作者島山慎平和米歇爾·布雷希特決定在此研究的基礎上,更仔細地研究老鼠的大腦如何對撓癢癢和玩耍等令人愉悅的活動做出反應。他們將注意力集中在體感皮層上,這是一個大的大腦區域,可以對觸覺資訊(如觸控、疼痛、溫度和壓力)做出反應,並且具有與不同身體部位相對應的不同區域。
研究人員與年輕的雄性老鼠(最怕癢的群體)合作,首先想證實之前的發現。因此,他們開始撓癢癢——這是有史以來最好的工作,據進行實驗並稱自己為“專業老鼠撓癢癢者”的島山說。正如之前的研究一樣,老鼠在肚子和背部被撓癢癢時會發出高音咯咯笑聲。研究人員用特殊的麥克風記錄了這些咯咯笑聲,並以較低的、對人類友好的音調播放出來。他們還觀察到,老鼠開始主動尋找撓癢癢的手。這些動物在籠子裡嬉戲玩耍,做出“快樂跳躍”,布雷希特說,這是一種“我們在許多哺乳動物非常興奮時看到的行為”。然而,當研究人員透過將老鼠放在高而暴露的平臺上,在強光下使其焦慮時,老鼠在被撓癢癢時不再咯咯笑。
接下來,研究人員觀察了體感皮層中對動物“軀幹”區域(他們撓老鼠的肚子和背部區域)的觸控做出反應的區域中的腦細胞。他們發現,在撓癢癢時,快樂的老鼠會在爆發高音咯咯笑聲之前,表現出代表該軀幹區域的腦細胞的啟用。焦慮的老鼠在這個區域沒有那麼多啟用,即使它們以相同的方式被撓癢癢,這表明情緒會影響該大腦區域如何對觸控做出反應。
當老鼠透過在籠子裡追逐友好的手玩耍時,這個大腦區域也會被啟用。這個結果特別令人驚訝,因為體感皮層參與處理觸控。但正如島山解釋的那樣,在玩耍期間,“沒有人觸控老鼠,因此身體表面沒有觸覺輸入。”對於布雷希特來說,這一發現表明大腦中撓癢癢和玩耍之間存在聯絡。“也許撓癢癢和玩耍之間存在共同的機制或相似之處,”他說,“也許撓癢癢是大腦使動物相互作用的一種技巧。”
在最後一個實驗中,研究人員使用電流人為地激活了體感皮層的軀幹區域,這導致了島山所描述的“尤里卡時刻”:即使老鼠沒有被撓癢癢或玩耍,它們也立即開始發出與在這些活動中自然發出的相同笑聲。
布雷希特解釋說,這些結果共同構成了一個更完整的軀幹區域影像,該區域是體感皮層的一個區域,既對撓癢癢的身體接觸做出反應,又對無接觸的玩耍體驗做出反應,因為它對情緒敏感,並且可能是老鼠在這些活動中咯咯笑的原因。
該領域中沒有參與這項研究的其他研究人員對這些發現感到興奮。弗裡堡大學的神經科學家戴安娜·羅卡羅和艾麗絲·瓦滕多夫在一封電子郵件中寫道,該研究是第一個使用大腦刺激來引發撓癢癢笑聲的研究,這“構成了傑出的成果”。他們補充說,特別值得注意的是,玩耍行為激活了與撓癢癢相同的大腦區域。波蘭科學院的神經科學家皮奧特·波皮克也讚揚了這項工作,特別是其確定了大腦區域,這可能是老鼠觀察到的高音咯咯笑聲的可能機制。帕爾馬大學的神經科學家福斯托·卡魯阿納稱這項研究“非同尋常”,並指出它推進了潘克塞普和伯格多夫的早期工作。他強調,由於研究人類的笑聲非常困難,“找到笑聲的動物模型至關重要。”
這項研究也提出了新的問題。被認為是該領域先驅的潘克塞普指出,我們仍然不知道這種認知大腦反應是否涉及情緒成分——潘克塞普稱之為“感覺資訊”。最大的問題是,“皮層中引發的聲音仍然感覺良好嗎?”
但是,老鼠的怕癢與我們自己對撓癢癢的反應有什麼關係呢?布雷希特說:“老鼠和人類[分化]可能在1億年前。”“但怕癢的現象非常相似。” 最能說明問題的觀察是他和島山沒有包括在論文中的一個:老鼠和人類一樣,手部不敏感,但腳底非常敏感,他說。“這是其中一項真正讓我認為,嘿,我們正在研究同一事物的觀察結果。”
