David Anderson: 攻击、交配与唤醒的生物学 | 大卫·安德森博士

安德鲁·休伯曼介绍了大卫·安德森（David Anderson）：加州理工学院生物学教授、美国国家科学院院士，自1989年起担任霍华德·休斯医学研究所研究员。安德森研究情绪以及心理与身体状态。本期节目涉及攻击性、暴怒、性行为及其交叉之处，也谈到可能调控焦虑和攻击性的肽类物质。休伯曼还推荐了安德森的科普著作《野兽的本性：情绪如何引导我们》（The Nature of the Beast: How Emotions Guide Us），称书中许多内容与关于情绪和生物学的常见误解相反。

休伯曼开场询问情绪与状态是否不同。安德森回答，他把情绪看作内部状态的一种，与唤醒、动机和睡眠并列。他的工作定义是功能性的：内部状态会改变大脑把输入转化为输出的方式。一个正在睡觉的人听不到清醒时能听到的声音，除非声音非常响。把情绪视为一种状态，就使它成为神经生物学过程而非心理学过程，从而绕开了把情绪等同于感受所带来的定义难题。感受是主观的，研究感受需要询问当事人，因此这类研究只能在人类身上进行。

“如果把它想象成一座冰山，它就是冰山在水面以下的部分。感受部分则是那个尖顶，仿佛漂浮在你意识的水面之上。”

安德森并没有否定感受。他说感受很重要，但要理解感受就必须理解意识，而“我们还没准备好在动物身上研究这个问题”。

被问及冰山尖顶之下是什么时，安德森说，状态具有多个侧面或维度。有些研究者只用两个维度：唤醒（强度）和效价（正向或负向）。安德森和拉尔夫·阿道夫斯（Ralph Adolphs）尝试加入更多成分，尤其是能把情绪状态与密切相关的动机状态区分开来的成分。

持续性：反射随刺激开始和结束，比如用锤子敲击膝盖；而情绪往往在触发因素消失后仍会持续。在小径上听到响尾蛇的声音后，即使蛇已经离开，心跳加速、手心出汗、口干和高度警觉仍会持续，以至于连一根树枝都能让你吓一跳。并非所有状态都以这种方式持续：吃过东西后饥饿就结束了，但打完架后的愤怒可能持续很长时间。 泛化：在一种情境下被触发的状态会延续到另一种情境中。安德森举的例子是，一位家长回到家时孩子正在尖叫，如果这天工作顺利，家长可能会安抚孩子；如果工作不顺，就可能冲孩子吼叫，把因老板一句话而起的状态带回了家。 相比之下，动机状态是特定的（寻找并吃下食物、获取并饮用水），服务于稳态维持。

在安德森看来，把状态拆分成各个成分，就能把它们变成具体的研究问题：是什么让一种状态持续，是什么赋予它正向或负向效价，它的强度又如何被调高或调低。他说，借助现有工具，这些问题现在已经可以在大脑中加以探究。

休伯曼指出，一个人可能在紧张焦虑时高度警觉，也可能在快乐或性唤起时高度警觉。他问是否存在某种简单的神经化学特征来翻转效价，例如伴随多巴胺额外释放的唤醒是正向的，而多巴胺水平低的唤醒是负向的。

安德森不认同这种提法。他认为效价翻转更可能是一种回路翻转，即调用了不同的回路；同一种化学物质，即使是多巴胺，也可能同时参与正向和负向效价的唤醒。他说，这正是唤醒和效价被视为两条独立轴的原因。随后他重新表述了这个问题：唤醒在整个大脑中是通用的，还是存在针对特定行为的不同唤醒？

作为证据，他引用了自己实验室2009年的一篇果蝇论文，该研究发现了两种唤醒状态的迹象。一种是睡眠-觉醒唤醒。另一种是对有害机械刺激的类似惊跳的反应：被气流吹过的果蝇会一次比一次更猛烈地飞回来，“有点像在野餐桌旁想把黄蜂从你的汉堡上赶走”。两种形式都需要多巴胺，但它们通过完全可分离的神经回路起作用。安德森得出两点结论：回路决定唤醒的类型；唤醒并非单一的。

“我认为，究竟是否存在完全泛化的唤醒，目前仍无定论。”

他承认有些研究者会主张存在泛化唤醒，但他说，领域特异性或行为特异性的唤醒值得更多关注。休伯曼说，他原本把唤醒想象成一条连续谱，从惊恐发作一直到昏迷，中间是警觉而平静的状态。他说，效价意味着唤醒可能存在多种回路和机制，既涉及神经化学物质，也涉及不同的神经通路。

休伯曼问到攻击性及其不同类型，提到最近发生在得克萨斯州的校园枪击事件：这一行为显然包含攻击性，但可能有别于全面爆发的暴怒或受控的攻击。安德森先做了一个区分：在他看来，“攻击”更多是描述行为，而不是内部状态。它可能反映人类所说的愤怒，也可能反映恐惧，在掠食性攻击的情况下还可能反映饥饿。

他回顾了这段历史。沃尔特·赫斯（Walter Hess）在猫身上进行的、获得诺贝尔奖的研究，以及后来门诺·克鲁恩（Menno Kroon）在大鼠身上的研究，都使用了电刺激下丘脑的方法。这种刺激能让一只温顺的猫龇牙、嘶叫，几乎要扑向实验者，也能让大鼠打斗。赫斯当时就已经观察到，取决于电极的位置，会出现两种类型的攻击：“防御性暴怒”，表现为耳朵后贴、龇牙和嘶叫；以及掠食性攻击，表现为耳朵前竖，猫拍打一个类似老鼠的物体，仿佛要捕捉并吃掉它。那时人们就已经知道，不同形式的攻击在大脑中是分隔开的。

大约在2008至2009年，安德森在果蝇中开展攻击性研究之后，希望把这项工作转移到小鼠身上，以便使用遗传学工具。他实验室的电生理学家Dayu Lin首先重复了此前在大鼠、猫、仓鼠和猴子身上做过的腹内侧下丘脑（VMH）电刺激实验。在40次不同的试验中，这种刺激都没有引发攻击，反而引发了恐惧行为：僵住、躲到角落和蜷缩。克鲁恩也感到困惑不解。安德森的结论是，这就是为什么50年来从未出现过一篇关于脑刺激引发小鼠攻击的论文：“这个实验行不通。”

安德森说，他唯一的贡献是说服Lin尝试光遗传学。当时，得益于卡尔·戴瑟罗斯（Karl Deisseroth）等人的工作，光遗传学刚开始被用于大脑深部，而且它比电流能更精准地定位。Lin对此持怀疑态度。

“绝对不可能成功。如果用电刺激都不行，凭什么用光遗传学就行？”

结果成功了：对VMH进行光遗传刺激引发了攻击。安德森事后的解释借用了一个放在地上的梨的意象。攻击神经元位于宽大的下半部分，恐惧神经元位于上半部分。在小鼠体内，这个结构非常小，注入的电流可能扩散到整个“梨”，激活恐惧回路，而恐惧回路会“完全压倒攻击”。光遗传学则把刺激限制在携带通道视紫红质（channelrhodopsin）基因的神经元上。他把这作为一种回顾性的解释（“我认为原因是”），而不是经过检验的结果。