Science：挠痒会传染？大脑有答案

有没有过这样的体验？看到别的小伙伴挠痒痒，或者仅仅看到描述“痒”的文字，我们也莫名地感到浑身发痒，甚至情不自禁地要挠一挠……

图片来源：《大话西游》

挠痒会像打哈欠那样传染，这在人类和猴子等高度社会化的动物群体中并不是什么新鲜的发现，科学家将这种行为称为“社会性传染行为”（socially contagious behaviors）。不过这种奇葩行为的背后机理却一直扑朔迷离。有人推测，我们在看到别人挠痒或者打哈欠时做出相似的行为是出于“共情”（empathy，心理学术语，指认同和理解其他个体处境和感受的能力），不过该假说尚未被学界完全接受，支持和反对的证据都不少。在人类和猴子这种高等灵长类动物中，要直接对传染性挠痒行为进行神经环路以及分子水平的深入研究，实在并不容易。因而研究人员把目光投向了人类的哺乳动物近亲——啮齿类动物。虽然啮齿类动物早已是研究神经环路的理想模式动物，挠痒痒它们也会笑（点击阅读详细），但是科学家们并不知道“挠痒会传染”这种现象在它们之中是否存在。

最近，美国华盛顿大学医学院痒觉研究中心的陈宙峰和第四军医大学唐都医院疼痛生物医学研究所的于耀清等科学家在Science发表文章，首次报道了小鼠中“挠痒会传染”同样存在，而且在分子和神经环路层面精细地解析了“挠痒会传染”的原因，为理解这种社会性传染行为的神经环路机制提供了新的证据。

小鼠也具有传染性挠痒行为。图片来源：Science

研究人员将装有正常小鼠的笼子放在装着患有慢性瘙痒症小鼠的笼子旁边，它们之前从未谋面，然后进行小鼠的行为学观察。结果显示，在看到患病小鼠不自主挠痒之后，正常小鼠会显著地增加抓挠自己的几率。为了验证该行为仅仅是基于视觉感知而非嗅觉或听觉等其他感知，研究人员让小鼠们“看电影”，仅仅观看视频中的小伙伴挠痒，也得到了类似的结果（有木有突然觉得“鼠目寸光”是对鼠辈一种深深的误解？）。此前的研究已经表明了小鼠们与人类一样，也会对认识的小伙伴产生共情。对于屏幕中出现的小鼠，它们此前完全不认识，因而研究人员利用这一巧妙的实验排除了小鼠的传染性挠痒行为与共情的情感认知之间的关系。

通过观看视频中的小鼠挠痒，也可诱发正常小鼠的传染性挠痒行为。图片来源：Science

接下来，研究人员通过免疫组化染色方法检测c-Fos即早基因的表达情况用以表明神经活动的变化，确定了在小鼠出现传染性挠痒时，其大脑有少数几个区域的神经活动增加。其中，位于小鼠下丘脑的视交叉上核（SCN）活动增加最为显著，与对照相比足足有两倍的增加。因为已经知道SCN是调节昼夜节律的中枢，通过直接或间接接受眼睛感知到的光信号控制“生物钟”。基于此，研究人员推测SCN可能是介导传染性挠痒行为的初始传递环路之一。

小鼠呈现传染性挠痒时视交叉上核被强烈激活。图片来源：Science

SCN的神经元能够分泌胃泌素释放肽（gastrin-releasing peptide，GRP），它对昼夜节律的光调节具有重要作用。另外，在此插播一句，同样来自陈宙峰实验室2007年发表在Nature上的工作就揭示了GRP在痒觉从皮肤传递到脊髓中的重要作用，是世界上首个被发现的痒基因，此项研究结果首次将痒觉与痛觉区分开来，表明痒不是微微的痛，具有划时代意义（Nature, 2007, 448, 700-703）。研究人员发现，在传染性挠痒后，小鼠SCN中的GRP含量显著降低了。因而，他们推测GRP可能参与了传染性挠痒的信息传递。果然，在GRP或者胃泌素释放肽受体（gastrin-releasing peptide receptor，GRPR）敲除的小鼠中，小鼠在看到它的小伙伴挠痒时便不再跟着挠痒了。当SCN中的GRP或者GRPR神经元被损毁后，传染性挠痒行为同样几乎完全消失了。反过来，研究人员直接微量注入GRP到小鼠的SCN，能够绕过视觉输入，诱发小鼠长达一个小时的疯狂挠痒（心痛小鼠几秒钟……）。同样地，光遗传激活GRP神经元也能直接诱发挠痒行为，并且挠痒强度还具有光强度刺激的剂量依赖性。

光遗传激活小鼠视交叉上核的GRP神经元直接诱发挠痒行为。图片来源：Science

下丘脑SCN神经环路的发现增加了人们对其功能的新认识。此项研究不仅开创了痒觉研究的新方向，也为模仿、共情、视觉信息处理等非常意思的研究方向提供了重要的参考。

研究人员希望将来能够进一步挖掘参与传染性挠痒的相关神经环路。当然，目前还并不清楚人类是否也使用了完全一样的机制，不过据研究人员推测，我们可能不仅在传染性挠痒方面与小鼠类似，在其他社会性传染行为方面也可能具有相仿机制。同为哺乳动物，很多行为在进化上还是高度保守的！

知其然固然可喜，知其所以然就需要百尺竿头更进一步。现在已经知道了“挠痒会传染”的大脑机制，但是这种在进化上保守的行为对我们自身有何益处呢？科学上的“如何（How）”相对容易回答，而“为什么（Why）”则往往难以找到确切的答案。一个假设是：群体中的一个成员做出了某种行为后，这种传染性使得其他成员也能够在行动上抢得先机。比如在社会群体中，动物个体如果能在寄生虫叮咬前就做出挠痒行为，或者在大脑温度过高前就做出打哈欠的动作，那么它就更有优势生存下去。在生存面前，进化的力量可谓是巧夺天工，而且还自然而然地融入动物们不经意的动作中！

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Molecular and neural basis of contagious itch behavior in mice

Science, 2017, 355, 1072, DOI: 10.1126/science.aak9748

（本文由雨之清晨供稿）