L（左）对于小老鼠幼崽来说，生活并不总是那么容易：它们出生后的几个小时到几天，蠕动的婴儿，听不见，看不见，可以滚动或跌跌撞撞地离开巢穴。他们又冷又孤独，向母亲喊道。幸运的是，妈妈迅速采取行动，确保孩子们的冒险是短暂的。老鼠妈妈抓住每只小狗背上的皮，把每只小狗带回家。
妈妈的行为是天生的，会烧坏老鼠的大脑，不需要训练。但它在大脑中的什么地方发生，大脑是如何处理或执行它的？在那些罕见的情况下，当动物大脑不能正确地执行这种行为时，会发生什么？就是这样斯蒂芬·谢伊正试图用老鼠来回答这个问题，希望有一天它能应用于人类。
Shea是冷泉港实验室的副教授，他发现这种天生的母性行为对应于大脑蓝斑区域的细胞放电，蓝斑是所有脊椎动物脑干中都存在的一组细胞。蓝斑原也是去甲肾上腺素的来源，去甲肾上腺素是一种影响大脑某些关键功能的化学物质。
谢伊的工作具有更大的意义。他希望，了解促进这一非常简单的动作的大脑回路，可以成为了解连线中断如何影响社会行为的窗口，也是了解不当社交互动的关键，例如在患有自闭症谱系障碍的人身上观察到的社交互动。它甚至可能为关于生物是由自然还是后天培养形成的这场标志性辩论提供一些线索。
“一定是大脑发生了变化，导致动物对小狗表现出不同的行为。”
当群居动物彼此相遇时，它们通过接受感官输入（如声音和气味），在大脑中进行处理，并做出适当的反应来进行互动。在流行的观念中，有两个相互竞争的因素决定着动物或人类的行为，即硬连线和后天习得的特征，或者众所周知的天性与后天培养。然而，神经科学家和生物学家并不认为动物的反应是其中之一的产物，而是两者之间的相互作用。理解大脑中这种来回变化的方法之一是通过反向工作，通过可以天生表达的行为透镜，例如小鼠的母亲行为，然后通过学习进一步调节这种行为的天生表达。
谢伊说：“我们研究老鼠之间的社交行为。”。“老鼠彼此交谈，彼此嗅觉，可以从中学到很多东西。我们想了解这个过程，它在大脑中是如何表现的，以及这些行为的机械控制是什么。”
虽然小鼠天生具有母性行为的神经表征，但它们通过大脑的可塑性改变了在不同条件下对幼崽的行为。例如，处女鼠往往不会表现出这样的关心行为，在某些情况下会忽视甚至杀死幼鼠。但是，如果雌性与妈妈住在一起或反复接触幼犬，它们的行为就像妈妈一样，行为也会发生变化。它们开始照顾幼崽，并对它们的线索变得敏感，所以当它们离开巢穴时，它们会冲向幼崽。
“这是如何在大脑中发生的还不清楚，”他说大禹林, 纽约大学朗根健康学院神经科学与生理学系和精神病学系教授，未参与谢伊的研究。“大脑中一定有什么东西发生了变化，导致动物对幼崽表现出不同的行为，所以谢伊博士的工作主要是试图了解大脑的哪个部分与大脑的哪个过程以及这些部分发生了什么样的变化有关。”
在谢伊从事这项工作的几年中，他取得了一些重要的发现。除了找到与这种行为相对应的区域外，他还发现携带MeCP2蛋白突变副本的动物很难学习这种母体检索行为。
“大脑变得更加固定，没有改变的能力，”林说。“这也是动物无法学习这些先天行为的原因之一。”
谢伊的工作可能会为关于生物是由自然还是后天培养形成的这场标志性辩论提供一些线索。
当MeCP2突变时，它也会导致人类的一种称为Rett综合征的神经发育障碍，这种疾病主要折磨女性，影响她们说话、走路、吃饭甚至呼吸的能力。如果研究人员能够理解MeCP2是如何影响小鼠模型获取和维持通信线路的智力或发育能力的，那么他们可能会找到线索，了解它是如何导致人类出现问题的。
Shea说：“MeCP2会导致一种基本疾病，因为它在大脑中起着重要作用，我们认为它对控制可塑性很重要，可塑性是大脑改变和适应新条件的能力，而这些条件之一实际上就是母性。”。他解释说，当一只健康的雌性老鼠有母性经历时，无论是因为她有自己的幼崽，还是因为她遇到另一只雌性老鼠的幼崽子，听觉皮层都会发生变化，这是大脑中编码或检测听觉刺激的部分，包括幼崽痛苦的吱吱声和其他发声。了解大脑如何在健康和疾病中发生变化，增加了我们对大脑如何自我连接和重新连接以及可能出现问题的基本知识。
为了研究这些小鼠，谢伊和他的同事利用光学方法来观察大脑的电信号。在大脑中，轴突通过电脉冲将信息从一个区域传递到另一个区域，作用有点像电线。研究人员利用病毒将DNA基因片段传递给一些神经元，使这些神经元产生一种蛋白质，作为活动的传感器。他们检测到的是与电活动相关的所谓钙信号。当细胞中的钙水平升高时，蛋白质会发出更明亮的光，让研究人员能够看到神经元的活动。
神经元通过突触通讯相互交流，影响他们接触的人。因此，兴奋性神经元可以激活它们输入的神经元，而抑制性神经元则抑制它们输入的神经元的活动。
在许多方面，这两种神经元的工作方式就像跷跷板。这两者都是控制稳定的神经元活动模式所必需的，谢伊说：“大脑可以改变的方式之一是，它可以使这种平衡从抑制转向兴奋。”。“因此，当一只老鼠有母性经历时，大脑就会去抑制。这提示它更倾向于兴奋，而不是抑制，这是定义这一关键时期的一个特征，而这种平衡在MeCP2小鼠中没有得到适当保持。”
Shea希望尽可能接近交互式行为的工作模型，该模型从检测外围信号到如何处理该信号，并与决策过程中的其他因素以及动物如何选择行为作为一个完整的循环进行权衡。最后，这如何影响社会伙伴的行为。
“所以，我想做的是了解两个或两个以上个体的大脑及其作为动力系统的行为，”他说。
这种动态模型将帮助研究人员了解决策过程，以及对大脑变化进行预测的能力。因此，如果链中某一部分的活动受到干扰，他们可以观察到这将如何影响个人及其社会伙伴。
林说：“在先天行为的背景下，你仍然可以看到发生了大量的变化，先天行为被认为是大脑内部相对固有的。所以，我认为[这项工作]确实有助于我们了解大脑的灵活性，以及我们可以采取多少行动来引导不同的行为输出。”从外行的角度来看，谢伊的作品讲述了数百年来关于自然与自然的争论。生物，无论是动物还是人类，都不是由其中之一塑造的。我们是这两者的产物。
L（左）e（电子）广告图片：Torook/Shutterstock
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Sara Goudarzi的作品出现在科学美国人,《纽约时报》、和国家地理新闻等等。她是第一部小说的作者，杏子杏仁.在以下地址找到她saragoudarzi.com网站还有“萨拉古德”。
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