专门的脑回路让老鼠看到别人抓挠时会发痒

米冰和人一样，是社会生物，倾向于效仿其家庭或社区的行为。因此，当一只老鼠发痒时，它周围的其他老鼠也会开始抓挠——这种称为传染性瘙痒的现象也发生在人类和其他动物身上。

在圣路易斯华盛顿大学医学院研究瘙痒的Zhou-FengChen解释说，传染性瘙痒有一个重要的目的。他说，老鼠的视力是出了名的差，因此“它们看不到蚊子;他们看不到昆虫。但如果其他老鼠在抓挠，你最好抓挠。”

在10月4日发表在CellReports上的一项研究中，Chen和他的同事探讨了驱动小鼠传染性瘙痒的神经回路，他说由于我们大脑的相对复杂性，这可能与人类不同。该团队在大脑中发现了一个以前未被报道过的视觉回路，它似乎负责检测某些类型的运动(在这种情况下，一只老鼠抓挠)，从视网膜开始到在引导中起重要作用的大脑区域结束几个自主过程。与视觉处理中涉及的几乎所有其他已知通路不同，新发现的电路绕过了视觉皮层。

这并不是该实验室首次尝试揭示传染性瘙痒行为的神经基础。在2017年的一项科学研究中，该团队将这些行为追踪到视交叉上核(SCN)，这是下丘脑中的一组神经元，当老鼠看到其他老鼠抓挠自己时，这些神经元就会被激活。这项新研究旨在拼凑视觉输入如何触发这种激活。

为了识别被抓挠激活的大脑区域，研究人员将一种免疫染色病毒注入活小鼠的视交叉上核，这使他们能够使用体内钙成像追踪该区域上游和下游投射的结构和活动。然后他们给老鼠播放了两个视频中的一个：一个是一只老鼠四处走动，另一个是一只老鼠在抓挠自己。

Chen强调，这两个视频都展示了一只老鼠从另一只老鼠的角度来看，这让团队能够观察实验室老鼠的行为，就像它们在真正发痒的老鼠周围一样。“我认为我们需要想象动物能看到什么，”他说。“并播放一些他们真正关心的真实[东西]。...我们必须从啮齿动物的角度来理解老鼠的视觉系统。”

请参阅“CRACK方法揭示小鼠大脑中的新型神经元类型”

结果表明，眼睛中本质上具有光敏性的视网膜神经节细胞(ipRGC)检测到啮齿动物同伴抓挠自己的运动，并将信号传递到视交叉上核。研究小组在他们2017年的研究中发现，一些SCN神经元触发了长期以来与瘙痒相关的胃泌素释放肽(GRP)的释放，并激活了其他携带GRP受体的SCN神经元，然后将信号传播到末端通路：丘脑室旁核(PVT)，它本身似乎会触发瘙痒行为。

在这项新研究中，该团队还测试了注射了一种工程病毒的小鼠，这种病毒修改了它们的基因组以抑制投射到它们的视交叉上核的ipRGC。作者在他们的论文中写道，当这些小鼠观看抓挠视频时，它们没有表现出任何传染性瘙痒行为，尽管在其他方面与具有活跃ipRGCs的小鼠表现相同——证明这些细胞和SCN确实是传染性瘙痒所必需的。视觉皮层和其他通常与视觉相关的大脑区域中细胞的类似抑制对传染性瘙痒没有影响，这表明它们不参与该通路。

这些实验表明，新发现的途径“是必需的，足以调节传染性瘙痒行为，”丹麦奥尔堡大学研究疼痛和传染性瘙痒但未参与这项新研究的ParisaGazerani通过电子邮件告诉TheScientist。“我认为研究人员已经提供了关于传染性瘙痒所涉及途径的开创性证据(在行为和细胞分子水平上)。”

Chen说他收到了其他研究人员的批评，他们发现很难相信视觉皮层不参与传染性瘙痒通路，因为它始于视觉刺激。他解释说，传染性瘙痒视觉通路可能在皮质出现之前就已进化。它涉及的大脑区域，例如丘脑和下丘脑，要古老得多。他补充说，人类眼睛中的ipRGC百分比低于小鼠，这表明人类光感受器随着我们视觉皮层的进化而发生变化。

Gazerani指出，这一发现凸显了确定如何跨物种引发传染性瘙痒的难度。她说，在人类中，视觉、声音、谈话甚至思想都会引发瘙痒，这表明比陈和他的同事们发现的更复杂的神经通路在起作用。这说明我们不一定能根据小鼠研究得出关于人类瘙痒的结论——反之亦然。

“如果[研究]旨在解决非视觉途径，例如听觉，那么其中一些途径可以在动物模型中进行测试，”Gazerani说。“然而，更高的认知方面在啮齿动物中进行测试具有挑战性——例如。..无法模拟两个或更多人之间关于瘙痒的对话。...动物模型当然可以帮助我们详细了解一些机械方面的细节，由于伦理和实践的限制，这些方面可能无法在人类身上进行研究。”