基因改造老鼠爱上猫
日本科学家首次发现哺乳动物如何将气味信息转化为恐惧反应 日期:[ 2007年11月9日 ] 版次:[ AA23 ] 版名:[ 国际 ] 上一篇 下一篇
实验鼠在小猫怀里玩耍。　　



为了拍摄“猫鼠同欢”的照片,实验中的小猫是研究者特别挑选的,它们天性温驯而懦弱,并且事先已经吃得“酒足饭饱”。如果在拍摄照片中哪只猫感到不耐烦,对面前不知死活的老鼠起了杀心,研究者就会立刻将它抱走。　　



实验鼠对沾有猫气味的项圈也没有恐惧感。　　



　　在自然界，猫和老鼠之间从来没有“友谊”可言，只能像卡通片中“汤姆”和“杰瑞”一样你追我躲。不过，日本科学家却通过基因改造逆转了老鼠的天性，让它不仅敢与猫“大眼瞪小眼”，还能玩得亲密无间，甚至敢亲吻猫的耳朵，上演了一出现实版的《老鼠爱上猫》。


　　日本研究人员在7日出版的英国《自然》杂志上撰文指出，老鼠等哺乳动物害怕天敌的气味并非后天遇险后学到的结果，而是天生嗅觉中具备的神经回路在发挥作用。此项研究在神经科学方面具有重要意义，表明哺乳动物对气味引发的先天恐惧、排斥感可以通过基因改造的方式来克服，人也不例外。


　　先天恐惧来自气味


　　据英国媒体11月8日报道，日本东京大学的研究者给实验鼠移植了一种名为“白喉毒素”的基因，这样就能定向移除老鼠大脑中的嗅球神经细胞，而这种细胞的功能是接收从鼻腔的嗅觉感知细胞传来的神经刺激，并做出反应。


　　实验产生了非常奇异的效果，老鼠在失去这种神经细胞后出现了“大脑短路”，它面对自己的天敌猫非但毫无惧色，还表现得一脸好奇，甚至胆大妄为地爬到猫身上磨蹭翻滚。东京大学的坂野仁说：“他们依然能闻到猫的气味或狐狸和雪豹的尿味，但没有任何恐惧表现。它们和猫相处得很愉快，还和猫嬉戏打闹。”根据实验报告公布的被改变基因的老鼠照片，这只老鼠竟然敢亲吻猫的耳朵。


　　为了进一步验证气味感知与恐惧之间的关系，研究者又选取了另一组老鼠，它们的嗅球神经细胞完好无损，但鼻腔嗅觉感知细胞严重受损。坂野表示：“它们感知、分辨气味的能力很弱，在将感知信息与记忆联系起来的过程中反应迟缓。但一旦有气味信息传递到大脑，就能立刻激活危险信号，倒地装死。”


　　后天恐惧可以学习


　　当然，恐惧感也不全是来自天生的。在进一步的实验中，研究者对经过基因改造的“勇敢老鼠”进行了训练，试图让它们在嗅到的气味和恐惧反应之间建立神经联系。结果发现，它们对猫等猎食者和腐烂食物产生了危险意识。


　　坂野表示：“失去天生恐惧反应，猫和鼠能够依靠大脑剩余的神经细胞再次对危险气味产生排斥感。这说明，气味信息是由嗅觉系统中两套独立的神经细胞机制处理的，一部分产生先天恐惧反应，一部分则产生后天排斥反应。”


　　一直以来，科学家就认为动物的恐惧感可能和它们敏锐的气味感知能力有关，但这次的实验是第一次发现动物如何将气味信息转化为恐惧反应。“我们在哺乳动物中发现两套系统，一种是天生的，一种是后天习得的。”坂野说。他领导的小组还将进一步研究哺乳动物的其他感官，如听觉等，是否也存在“双处理系统”。


　　美国哈佛大学神经学家凯瑟琳・杜拉克评价说，坂野的研究对于解释气味如何影响哺乳类动物的行为迈进了一大步。康娟


　　趣闻


　　人对气味也有爱憎


　　据介绍，老鼠从鼻子到大脑内包含约1000个能发挥作用的气味感受器基因，而人类的气味感受器基因只有400个有用，其它800个则不起作用。研究人员表示，一般人的嗅觉很差，甚至区分不了今年与去年的葡萄酒。但人类确实天生对发霉腐朽的食物怀有反感，越来越多的证据也表明人类会对外激素这样的化学物质的气味产生反应。


　　维也纳大学的教授卡尔・格莱默表示：“人是否具有这种神经感知细胞还不清楚，但我们认为有这种可能，人在焦虑状态下释放出异常的身体气味，而别人也能够识别出来。虽然不像老鼠那样因气味引起恐惧，但他们知道这种气味有些异样并产生警觉。”


　　坂野仁说，人类与老鼠可能具有相似的气味辨别系统。但人类在后天对各种味道认知的结果能够超过先天对于味道的感觉。例如，纳豆在日本是一项受人欢迎的小吃，但它具有腐臭的味道，令人不快。


　　“我想，人们先天对于味道的感知告诉我们：纳豆的味道不好，不该吃它。”坂野仁说，“但基于人们对它的认知，一些日本人学着喜欢吃它。”钟禾