《细胞》：重大突破！科学家首次在小鼠大脑发现镜像神经元，首次证实下丘脑中也存在镜像神经元，力证镜像神...

*仅供医学专业人士阅读参考

在20世纪90年代中期，意大利的科学家们有了个新颖的发现。他们观察到，当猴子执行一个动作时，它的运动皮层中有一些神经元会被激活；如果让猴子看到研究人员做出相应的具体动作，猴子的这些神经元同样也被激活[1]。

他们将之称为镜像神经元。

后来的研究表明，镜像神经元也存在于鸟类、人类的大脑中，主要位于前额叶皮层，也就是负责调节社交行为的大脑区域[1]。简单来说，镜像神经元就是大脑里的一面镜子，能够映照你眼前所见其他人的一些简单行为，就好像是你在做这件事儿一样，即“我看见的你就是我自己”。

镜像神经元深深吸引着众多领域的科学家，他们认为，镜像神经元对于我们模仿、理解他人的行为或意图至关重要，甚至可能与同情心、艺术欣赏等有关。但是，镜像神经元究竟有多大能耐，目前仍缺乏有力的证据[2,3]。

近日，一篇发表在《细胞》期刊上的研究成果或为镜像神经学领域带来巨大突破。

美国斯坦福大学的Nirao M. Shah及其同事们首次证明，小鼠也具有镜像神经元，同时也是首次在下丘脑中发现镜像神经元的存在。他们发现，雄性小鼠在攻击或看到其它小鼠攻击时，这组神经元被激活。而且，这组神经元会影响小鼠的攻击性，激活时小鼠的攻击次数增加，抑制时则降低[3]。

论文首页截图

2017年时，Nirao M. Shah及其同事们在雄性小鼠的下丘脑中找到了一组与模仿攻击行为相关的神经元，即VMHvlPR神经元[4]。此次，他们继续对VMHvlPR神经元展开探究，验证其是否为镜像神经元，并探索这面“镜子”背后的运作机制。

在小鼠实验中，研究者们为雄性小鼠设计了两种场景，并利用光纤光度记录法同步监测小鼠的神经元。

首先是“身临其境”模式。研究者们观察到，将另一只雄性小鼠放进笼子里时，单独饲养的“原住民”雄性小鼠不仅会攻击这名侵略者，还会做出摇晃尾巴等威胁行为，并观察到其VMHvlPR神经元激活。

其次是“观战”模式。研究者们在单独饲养的雄性小鼠的笼子隔壁整了个“角斗场”，放两只雄性小鼠打架，让单独饲养的小鼠当观众。结果显示，打架“当事人”和“旁观者”的VMHvlPR神经元都被激活。

不管是作为当事人还是看客，小鼠的VMHvlPR神经元都很活跃

另外，研究者们还让小鼠自己或者观看别的鼠进行跑转轮、梳理毛发等行为，结果发现VMHvlPR神经元并不会被激活。也就是说，VMHvlPR神经元是一组负责“倒映”攻击行为的镜像神经元。

不过，自己亲自上阵和观看别人打架还是有些区别的。

通过更换隔板、敲除感知信息素的嗅觉受体（TRPC2）等方式，研究者们发现，对于亲自参与战斗的小鼠来说，VMHvlPR神经元是由鼻子察觉到的信息素所激活。而对于旁观小鼠来说，VMHvlPR神经元的激活是来自视觉的反馈，让它转个身或者把灯关上，隔壁怎么打都和它的VMHvlPR神经元无关，完全没有反应。

虽然隔板透明且有孔洞，但小鼠背过身去时 VMHvlPR神经元就不会被激活

进一步研究表明，即使是对于一只不经世事、从来没看过也没参与过打架的雄性小鼠来说，观看别的小鼠打架时或在自己的首战中，VMHvlPR神经元也会被激活，这说明这些神经元的镜像效果并不是被“训练”出来的，而是天生自带。

更重要的是，研究者们发现，VMHvlPR神经元不只是能够帮助雄性小鼠感知到其它鼠的攻击行为，还会指挥小鼠去打架。

利用遗传学手段，研究者们对这些镜像神经元进行操控。结果显示，当VMHvlPR神经元被激活时，雄性小鼠的攻击行为显著增加，不分青红皂白，见鼠就打。面对有侵略嫌疑的雄性小鼠时，攻击次数比正常情况下增加2倍，面对雌性小鼠时也要使劲揍。

VMHvlPR神经元被激活时，雄性小鼠的斗志被点燃了

相反，当这些神经元被抑制时，小鼠的攻击行为明显减少，对雄性入侵者的厌烦程度降低，发起的攻击或威胁行为次数为正常情况下的1/3。

值得注意的是，VMHvlPR神经元被激活时，雄性小鼠也会对镜子中的自己疯狂摇晃尾巴以示威胁，但并不会发动攻击。另外，研究者们发现，旁观小鼠在观看其它小鼠打架斗殴时，其攻击性并没有明显增强，也没有发生肌肉张力、肾上腺素等生理上的改变。因此，他们认为，除了VMHvlPR神经元，可能存在环境、感官其它因素来触发攻击行为。

总而言之，Nirao M. Shah及其同事们在雄性小鼠的下丘脑中发现了一组镜像神经元，当小鼠身为打架“当事人”或“旁观者”时，这组镜像神经元都会被激活，但激活机制有所不同。反过来，如果激活这组镜像神经元，也可以加强小鼠的攻击性。

迄今为止，虽然很多科学家为镜像神经元的发现而振奋不已，认为其可以解释很多认知、情感领域的问题。但是与此同时，由于此前镜像神经元的研究都是拿猴子做实验、较难展开，相关证据并不充足，也有不少人认为不应该太过高看镜像神经元的作用。

而这项研究提供了有力证据，证明位于小鼠下丘脑的镜像神经元不仅能够感知行为，同时还可以引导做出相应行为；并为这个领域的研究提供了小鼠作为模式生物，或大大降低研究镜像神经元的门槛。

还是很期待未来这个领域能有好玩儿的研究。比如，拜托科学家们看看，替别人感到尴尬或疼痛、下馆子总想吃隔壁桌的菜、看竞技比赛时觉得我上我能行，是不是也跟这个镜面神经元有关啊。

参考文献：

[1]Bonini, L., Rotunno, C., Arcuri, E., & Gallese, V. (2022). Mirror neurons 30 years later: implications and applications. Trends in cognitive sciences, 26(9), 767–781. https:///10.1016/j.tics.2022.06.003

[2]https://med./news/all-news/2023/02/mirror-neurons-aggression.html

[3]https://www./cell/fulltext/S0092-8674(23)00052-1

[4]Yang, T. et al. Neuron 95, 955–970 (2017).

本文作者丨张艾迪