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成功是成功之母(图)
//www.workercn.cn2017-07-19来源: 中国青年报
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  从左至右分别为范郑晓、周亭亭、胡海岚、朱鸿。

  两只小鼠正在试图把对方挤出管道

  在一条狭长的透明管道中,两只黑色小鼠狭路相逢。它们先是对峙了数秒,试图用眼神吓退对方,然后开始互相推挤。

  在小鼠的世界里,这是夺取社会地位的战斗,成功把对手推出管外的小鼠能享受更高的特权。胜负可以被人类掌控,研究人员只需要拿激光对着它们的大脑轻轻一照,本来在管道里威风凛凛的小鼠就会立即输给自己的手下败将。

  人常说失败是成功之母,但在神经科学的层面,成功才是成功之母。当小鼠连续获胜时,它会在竞争中变得更加努力、勇猛,能打败更强大的敌人。

  当地时间2017年7月13日,顶级期刊《科学》杂志刊登了浙江大学求是高等研究院和医学院神经科学研究中心胡海岚团队的研究成果。这是人们首次对影响社会竞争的大脑前额叶皮层实现控制,也是第一次发现“胜利者效应” (The winner effect)的神经生物学基础。

  《科学》杂志的评审专家认为,“这是一篇杰作,它运用了多种技术手段实现了对神经回路的操控,向我们展示了令人惊异的而且清晰的行为现象及行为范式。”

  “这个研究曾经在原地徘徊过很久。但最后最关键的LTP实验进展非常迅速,不到3个月时间就得到了理想的结果。”指导研究工作的胡海岚教授向中国青年报·中青在线表示,这项研究将帮助我们理解一些疾病的机理,为社会行为相关的疾病提供治疗思路。“重要的是在提高小鼠竞争力的同时,我们并没有简单地使它们更好斗,增加攻击性,或者改变它们的社会认知。”

  世界上第一个知道这个秘密的人

  为了进行实验计划里非常关键的一步,周亭亭连续几天没吃午饭。

  她需要用高频的光照刺激小鼠大脑通路,观察光反应信号的变化。那是她第一次接触类似实验,调试难度特别大,时间又很紧,得不到数据就无法进行进一步研究。

  看到仪器上本来平稳的光反应信号有了增大的迹象,周亭亭心中暗喜。“可能要做出来了!”她想。

  过了一会儿,屏幕上的线条有了明显的上扬,周亭亭转身就往隔壁胡海岚教授的办公室跑。得知喜讯的胡海岚和周亭亭对视了一眼,穿着拖鞋就往实验室跑。

  那天是个大晴天,实验室的同学都凑到她那儿看结果。做实验需要安静,但兴奋的情绪在整个实验室发酵。

  在实验室的另一头,对小鼠大脑的改造正紧张地进行着。身穿白大褂、戴着口罩和手套的研究者正专注地把注射器中的液体推进小鼠大脑。

  那是一种被改造过的、搭载了特殊基因的安全病毒,就像装着货品的快递盒子。研究人员把它们定点运送到小鼠大脑某个区域后,它会在那里自动完成拆包和组装,等待被唤醒。

  没有外界刺激时,它们对小鼠的大脑不会产生任何影响。一旦小鼠接受了特定药品的腹腔注射,或是脑部某区域被激光照射后,这些被提前安置的受体就会对神经细胞产生作用,让它沉默或兴奋。

  这种使用药理遗传学或光遗传学影响大脑特定区域的方法是国际前沿的实验手段,它能像外科手术一样,精准地作用于目标位置。借助这项技术,胡海岚团队得以确认小鼠大脑的中缝背侧丘脑投射往前额叶皮层的神经环路就是产生“胜利者效应”的神经环路。

  “胜利者效应”是一个心理学上的概念,大意是先前的胜负会影响生物在后续竞争中的发挥。在实验中,周亭亭发现在刺激小鼠大脑的前额叶皮层、帮助它赢得钻管比试后,即使研究人员停止干涉,有的小鼠仍然保持着较强的竞争性,这正是“胜利者效应”。

  周亭亭很激动。在相当长的时间里,她往往做梦都在做实验。她曾经早上5点就爬起来工作,结果却度过了一个“万念俱灰的早晨”。

  她边做实验,边在实验室的讨论群里直播着进展。胡老师几乎每次都是第一个回复消息的人。

  胡海岚总是待在实验室里看资料或是与学生聊课题。午饭和晚饭她常常和学生一起去食堂,边吃边交流研究情况,第一时间了解实验室各个方向的实验进展。研究组每周都会开组会,还会就国际上最新的研究成果展开讨论。

  一次会议交流中,胡海岚听到一个意大利的神经科学家报告即将发表的论文,他发现当动物被打败时,从丘脑到前额叶皮层的环路中,神经元连接强度会降低。“我们就联想到动物胜利时,类似的区域可能会发生相反的变化。”胡海岚教授向中国青年报·中青在线表示,“如果无线索地去找,也许需要很久才能找到相关区域,但我们很幸运,能从别人的工作中得到提示。”

  有了这个基础,胡海岚团队马上设计了实验,人为削弱或增强这个神经环路的连接强度,观察对“胜利者效应”是否有影响。很快,周亭亭就积累了足够多的数据,验证了猜想。

  “你是世界上第一个知道这个秘密的人。”拿到结果的时候,胡海岚对周亭亭说。

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