呃,具體的請教方式是——搔老鼠癢。老鼠被搔癢時也會發出超聲波「笑聲」。透過老鼠實驗,研究者也找出了與搔癢發笑相關的腦部區域。

夏夜的晚上,你和小伙伴玩累了,躺在家門口的搖椅上半睡半醒。一隻不識相的小蟲爬上了你的手,一種讓你不得不去抓撓的感覺弄醒了你。正當你準備教訓一下這隻不知好歹的小蟲子,卻發現同伴的小手悄悄放在你的腋下,又是一陣刺激,你咯咯地笑了起來。

在這樣的情境下,你體驗到了兩種截然不同的「搔癢」形式。前者是較輕的觸碰,伴隨著讓你苦惱的癢感,而後者觸碰力道相對較大,卻能讓你笑出聲來。這些現象引申出的問題一直讓科學家好奇不已:為什麼搔某些地方能讓人笑?它的神經機制是什麼?近日,德國柏林洪堡大學的神經生物學家布萊希特(Michael Brecht)和石山晉平(Shimpei Ishiyama)找到了一部分的答案。文章發表在最新一期的《科學》期刊上。

這兩位科學家並沒有相互「搔癢」。那他們究竟做了什麼呢?簡而言之,就是搔了老鼠癢。

老鼠也愛被搔癢

我們都清楚,當你搔你朋友癢時,他們常常會被這種刺激弄得發笑。類似的事情在老鼠身上也會發生。此前的研究表明,老鼠被搔癢時也會笑,只是人類聽不到而已——牠們的「笑聲」是頻率大約在50kHz左右的超聲波。

布萊希特和石山晉平把「科學之手」伸向了老鼠的不同部位:後背,肚子和尾巴。不出所料,他們記錄到老鼠不同形式的超聲波,將其人為分成四類,並和只是輕撫這些部位時老鼠的反應相比較。他們發現,最受老鼠歡迎的是「搔肚子」——牠們在肚子被搔癢時,發出了最多的超聲波「笑聲」。

研究者搔老鼠腹側(紅色區域)時,老鼠發出約50kHz的超聲波訊號,代表著積極情緒。/ 圖片來源:參考文獻[1]

這些老鼠似乎很享受這個被搔癢的過程——在被研究人員「偷襲」幾次之後,牠們還會主動尋找研究人員的手來「求搔癢」,更開心地到處蹦跳。從這個角度來看,雖然體格小了點,熱愛被搔肚子的特性倒是與牠們那些毛茸茸的喵星人剋星們沒什麼區別。

被搔癢的老鼠會主動接近研究人員的手,同時發出提示積極情緒的超聲波訊號。圖片來源:參考文獻[1]
布萊希特和石山晉平還發現,老鼠透過追逐研究人員的手來玩耍時,也同樣會發出「笑聲」——即便研究人員沒有對牠進行觸碰。這樣的現像也算是一個側面提示,搔癢、玩耍行為和老鼠的快樂情緒之間可能有著某種聯繫。

在觸發老鼠玩耍行為(追逐研究人員的手)時,儘管沒有被搔癢的老鼠,研究者也記錄到了特徵性的超聲波訊號。/ 圖片來源:參考文獻[1]

被搔癢時,大腦發生了什麼?

被搔癢發笑的神經基礎是什麼?在探尋過程中,研究者把目光鎖定在大腦中一個叫做體覺皮質(somatosensory cortex)的區域上。體覺皮質區是全身觸覺的感知中樞,身體各部分接受的觸覺訊號會在這裡統一處理。對人類的研究提示這一區域可能與搔癢反應有關。因此,布萊希特和石山晉平猜測,搔癢可能會導致體覺皮質區的神經興奮。

實驗結果證實了他們的猜測:在與研究人員玩耍和被輕觸背部時,對應軀幹部位的體覺皮質區神經輕微興奮,而在被抓撓背部和腹部時,這一區域的神經元興奮顯著增強,對深層神經元的影響尤為強烈。而更讓研究人員感到驚訝的是,光是以電極刺激這些深層的神經元,也足以促使老鼠發出超聲波「笑聲」。這些結果提示,在對應軀幹部分的體覺皮質區中,深層神經元的活動可能與老鼠被搔癢發笑的行為相關。

老鼠腦部示意圖。當研究者抓撓老鼠腹部時,紅色區域的神經元被強烈激活。/ 圖片來源:參考文獻[1]
但是,搔癢並不必然帶來歡笑。研究者將老鼠置於強光照射的高台之上,使得牠們產生焦慮的情緒。在這樣的基礎上,再對老鼠施加相同的刺激。他們發現,處於焦慮狀態中的老鼠笑的少了,發出的超聲波少了,也不怎麼喜歡和研究人員的手掌「玩耍」了。而與之對應,體覺皮質區的活動水平也下降了。而這一切的現像都在說著同一件事:鼠寶寶不再開心了。達爾文認為被搔癢的人需要處在愉悅狀態下才能發笑,看起來,老鼠的身體也和人類有著一樣的要求。

搔老鼠癢,是為了理解人

布萊希特和石山晉平的實驗結果指向了掩藏在搔癢發笑現象背後的邏輯鏈:老鼠的積極情緒,玩耍行為,被搔癢的表現,似乎都能夠和體覺皮質區的活動聯繫在一起。這為最終解釋為什麼人被搔癢時會忍不住發笑提供了一絲線索。

但同時,這些發現也衍生出了更多有趣的問題。搔癢這一社交行為與「快樂」之間的相關性將會促使人們思考,這樣的行為具有怎樣的生理意義——為什麼這種偷襲脆弱部位的古怪行為,能夠讓人們和老鼠感到很高興?而同時,體覺皮質區在這一過程中扮演的角色也非常讓人好奇,人們需要更多的訊息來回答為什麼我們被搔癢時會有「迷之快樂」的感覺,這一腦部區域與情緒處理之間的關係究竟如何?後續研究會繼續抽絲剝繭。

而現在,你想去試著搔一下身旁的小伙伴嗎?

參考文獻:

Ishiyama, S., and M. Brecht. “Neural correlates of ticklishness in the rat somatosensory cortex.” Science 354.6313 (2016): 757-760.

文章題圖:Shimpei Ishiyama & Michael Brecht

撰文:S.西尔维希耶

編輯:Calo

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