用光操控生物交配,科學家為什麼要研究用下半身思考的動物?
由人類、猩猩和海豚組成的下半身俱樂部又有萌新加入了:最近刊登在知名雜誌《當代生物學》中的一篇文章指出,果蠅也是能從交配中得到快感的極少數動物之一,不僅如此,如果不能交配,它們甚至還會借酒消愁。
果蠅雖然在生活中比比皆是而且不討人喜歡,但卻是生物學家最常用的研究對象之一,昨天我們介紹的脂肪細胞幫助療傷就是在它們身上發現的。而以色列巴伊蘭大學的研究人員這次試圖搞明白的,是果蠅在交配中是否快樂。要知道大多數動物和人類不同,交配僅僅是為了繁衍例行公事而已。
然而巴伊蘭大學的研究方法卻超出普通人的想像:研究人員採用基因編程技術對果蠅的基因進行調整,強行改變其交配過程,更確切的說,是去掉了母果蠅的存在,而是讓人類製造出的紅色燈光成為其身體的高潮開關,然後,觀察並研究果蠅的行為。
這個實驗的前提是因為在雄性果蠅的腹中有一種特殊的神經元,它們能分泌出一種可以控制心跳的化學物質,名為「黑化誘導神經肽」。當然,它還有一個作用,那就是刺激雄性果蠅精液的釋放。
而研究人員通過用紅光照射果蠅來刺激這種神經元分泌,從而可以把果蠅生命大和諧的節奏安排的明明白白。
GIF
(搜索關注本文原創作者:微信公眾號 狂丸)
之所以選用紅光,是因為紅光比較容易通過活體組織,能更好的刺激腹中的神經元。所以實驗場地一半用紅光照射,另一半則是正常區域,這樣人類就能暗中觀察果蠅的判斷與反應。
實驗開始後,經過基因編輯的雄性果蠅的反應十分敏感,在飛入紅燈區後立刻就繳械投降,全程不超過30秒,1分鐘內可以釋放7次,重複多次實驗後都是相同結果。
GIF
接著研究人員也試圖將果蠅引導到正常區域,但稍作停留後它們還是會選擇回到紅燈區,由此證明,它們已經欲罷不能。
GIF
為了確定果蠅是在享受這個效果,研究人員增加了新的玩法。那就是給盒子增加一種氣味,讓果蠅將交配與嗅覺聯繫到一起,形成一種條件反射。簡單理解就是,在被紅色燈光照射時聞著這種氣味,以至於養成習慣,聞到氣味就會聯想到在紅燈區的激情歲月。而實驗結果表明,當果蠅不再照射紅燈時,依然會清楚的表現出對這種氣味的偏愛。
GIF
至此,實驗已經可以證明,下半身的活動能給雄性果蠅帶來實在的快感。但實驗還沒有結束:科研人員最終要研究的,是大腦的獎賞機制。
(果蠅的大腦)
簡單的說,獎賞機制就是大腦會根據生物行為分泌出各種「快樂激素」,例如人類玩遊戲上癮時分泌的多巴胺。
而果蠅在交配時,大腦中會分泌的神經肽F也是一種快樂貨幣,是大腦對果蠅當前行為的獎勵。而研究人員通過實驗發現,這種獎勵其實是有上限的。
根據以往的實驗結果,研究人員已經知道果蠅很喜歡「喝酒」,也就是對含有酒精的食物異常偏愛,但這種情況居然受交配影響。如果一隻果蠅沒有交配行為,那麼它對酒精的偏愛則會加劇。
而在掌控果蠅的基因之後,巴伊蘭大學對此重新進行了實驗:讓果蠅充分體驗釋放自我的樂趣,在這個過程中,有大量的神經肽F分泌出來。此時讓果蠅再面對含酒類食物,它們的好感度明顯下降,反而會選擇清淡一些的食物。
GIF
簡單的說:渾身一震,然後一切都索然無味。
研究人員認為這是大腦獎賞機制的調節。當大腦獎勵不夠,生物會自行尋找其它方式來補充「快樂幣」。反之如果大腦獎勵已經足夠,它就會看淡一切,進入賢者模式。這項研究成果其實意義非凡:如果說這種獎賞機制是可以誘導的,那很有可能對人類毒癮等「上癮」行為的治療有所幫助。
所以現在你應該懂了,為什麼科學家要嘗試「用光來操控」生物交配,這實際上意義重大。而且我們還順便知道了:呵,男人!其實和果蠅有點像的。
※馬桶氧氣瓶、大腦震動棒,這些專利發明讓我覺得自己也是個科學家
※這款遊戲夠你玩一年,在冰雪王國中進行神秘冒險
TAG:狂丸 |