520:愛就要永遠在一起的神經生物學機制

520踏愛而來

520快樂

520:愛就要永遠在一起的神經生物學機制

從生物學角度來說,愛情的形成包括愛情的發生和維繫兩個階段。

首先

,是愛情發生的過程,動物之間透過嗅覺、人類之間透過視覺及談吐等相互吸引,進而建立親密關係的過程;

其次“配偶聯結”(pair-bonding)

會建立長期的陪伴過程,屬於愛情的維繫階段(1)。

今天小編從大腦的角度讓大家理性的認識愛情。

與愛情相關的腦區

早在20年前英國科學家利用核磁共振成像技術對戀愛中17個(11個女性,平均年齡為24。5歲)健康志願者進行成像,大腦主要啟用的腦區為

島葉皮層和前扣帶皮層,尾狀核和殼核

;活性降低的腦區為扣帶回後部和杏仁核腦區(2)。

520:愛就要永遠在一起的神經生物學機制

2020年美國科學家也是透過核磁共振成像對19個深愛的志願者進行成像分析(11個女性),啟用腦區主要是

黑質、中央旁小葉

,活性降低的主要腦區為額下回(3),進一步對大腦中與愛情相關的腦區進行了補充。隨著研究不斷的深入,人們對大腦調控愛情的區域將越來越清晰。

窈窕淑女,君子好逑

愛就要大聲說出來的神經環路機制

目前主要利用果蠅、齧齒類動物模型研究愛情發生的生物學機制。雄性果蠅透過揮動小翅膀、唱情歌、尾隨等方式撩妹,吸引潛在伴侶。

今年霍華德·休斯醫學研究所Barry J。 Dickson研究團隊發現雌性果蠅接受表白的神經環路機制:

雌性特異性下行神經元整合來自於外部訊號(情歌)和內部訊號(交配狀態)調控雌性果蠅的交配行為

該型別神經元的樹突主要分佈在大腦外側前腦,軸突投射到腹神經節等多個區域。

光抑制或敲除雌性特異性下行神經元后減少雌性的陰道板開放

,降低交配慾望。光啟用該型別神經元后促進雌性果蠅的陰道板開放(4)。

520:愛就要永遠在一起的神經生物學機制

雌性小鼠的氣味能激起雄性老鼠的交配慾望。研究發現大多數雄性小鼠在嗅到並接觸到雌性小鼠尿液後,

在2分鐘內發出40–90kHz頻段的求偶聲音

在雄性小鼠在嗅到雌性小鼠後,主要啟用下丘腦外側視前區(LPOA) 表達雌激素受體1的神經元。

抑制該型別神經元

後,雄性小鼠即便與雌性小鼠親密接觸後,發出求偶訊號減少。而在光啟用LPOA神經元后即便未嗅到雌性尿液,雄性小鼠也會發出更多的求偶聲音。

520:愛就要永遠在一起的神經生物學機制

為什麼會出現這種發聲行為呢?進一步實驗發現中腦導水管周圍灰質(PAG)腦區存在區域性抑制性神經環路,而下丘腦視前區神經元實現“長臂管轄”機制去掉了這種抑制作用,激活了興奮性神經元,實現了超聲波發聲行為,促進求偶行為(5)。

執子之手,與子偕老

愛就要永遠在一起的神經生物學機制

只有3-5%的哺乳動物表現出一夫一妻制的社會結構,其中橙腹草原田鼠就是嚴格遵循這一制度的,被稱為愛情田鼠。但是山地田鼠就比較濫情了,實現多配偶制(花花公子小鼠)(1)。

這兩種小鼠常常被用來研究愛情的維繫階段的神經生物學機制。

研究人員透過配偶偏好行為學檢測配偶聯結的,將小鼠透過管道自由進入到配偶小鼠一側或陌生小鼠一側中(配偶小鼠或陌生小鼠被固定在一個透明、有氣孔的籠網中),若

存在配偶聯結,小鼠會花費更多的時間進入到配偶小鼠一側

,透過這樣的行為學證實配偶聯結的存在。

520:愛就要永遠在一起的神經生物學機制

目前研究發現

調控配偶聯結的關鍵激素主要是催產素和精氨酸加壓素

。催產素由下丘腦合成,在分娩時引發子宮收縮,刺激乳汁分泌。草原田鼠大腦前額葉皮層尾殼核和伏隔核富集表達催產素受體。

向雌性草原田鼠側腦室注射催產素後能夠加快配偶聯結

,阻斷伏隔核和前額葉皮層的催產素與其受體的相互作用,結果發現愛情田鼠會很快拋棄曾經深愛過的伴侶而胡亂交配。

精氨酸加壓素,也稱血管升壓素,是由下丘腦的視上核和室旁核的神經細胞分泌的9肽激素,參與攻擊性、氣味標記和求愛等行為。

精氨酸加壓素受體1a(avpr1a)在腹側蒼白球、內側杏仁核、丘腦背內側核等區域高度表達

520:愛就要永遠在一起的神經生物學機制

向雄性草原田鼠側腦室注射精氨酸加壓素後也能夠加快配偶聯結,而在阻斷腹側蒼白球區域的精氨酸加壓素與其受體結合後能夠取消上述加快配偶聯結的作用,但是阻斷內側杏仁核、丘腦背內側核並不出現這種作用(6)。

avpr1a基因5'上游序列區域的多型性重複序列能夠影響草原田鼠的配偶聯結

。人類avpr1a位於染色體12q14–15上,儘管在5‘上游序列區域並沒有與草原田鼠存在同源性,但這個區域存在RS1, RS3, GT25三個多型性的重複序列。

研究發現只有男性的RS3多型性重複序列與配偶聯結行為密切相關

(7)。

儘管催產素和精氨酸加壓素均參與調控配偶聯結,但是側重點不同:

催產素更有利於雌性的配偶聯結行為,而精氨酸加壓素則有利於雄性配偶聯結行為

——神經週刊執子之手團隊

【參考文獻】

林允珊,謝香芹,胡薇;生物學愛情的神經生理機制及相關實驗證據概述,生物學教學2020年(第45卷)第7期

Bartels, A。 , and S。 Zeki 。 “The neural basis of romantic love。” NeuroReport 11。17(2000):3829。

Acevedo, B。 P。 , et al。 “After the Honeymoon: Neural and Genetic Correlates of Romantic Love in Newlywed Marriages。” Frontiers in Psychology 11(2020):634。

Neural circuitmechanisms of sexual receptivity in Drosophila female

Chen, J。 , et al。 “Flexible scaling and persistence of social vocal communication。” Nature。

Young, L。 J。 , and Z。 Wang 。 “The neurobiology of pair bonding。” Nature Neuroscience 7。10(2004):1048-1054。

Genetic variation in the vasopressin receptor 1a gene (AVPR1A) associates with pair-bonding behavior in humans

520:愛就要永遠在一起的神經生物學機制

PS:神經週刊更名為神經周K,還是原來的團隊,原來的味道!