雌性实验鼠通常是温顺、被动的生物。但是,通过基因关闭或手术切除它们嗅闻信息素的能力,科学家们将它们转变成了富有攻击性、翘臀、发出声音的浪荡公子——而睾酮或其他类固醇激素并没有显著升高。
“雌性大脑具有控制雄性和雌性行为的神经元回路,”哈佛大学分子神经科学家凯瑟琳·杜拉克说。“性别二态性在于允许一种行为被沉默的开关。”
至少在小鼠身上,性别特定行为的关键在于它们鼻子中的一组受体,这些受体使它们能够嗅闻信息素,这是一种特殊的化学物质,在同物种成员之间传递关于性准备状态的信息以及其他信息。这种被称为犁鼻器 (VNO) 的器官与大脑相连,记录其他小鼠的性别,从而触发适当的反应。
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但是,当研究人员通过基因手段禁用 VNO 后,雌鼠开始追逐它们的雄性同伴,爬到它们身上并试图进行翘臀动作 [见视频此处]。杜拉克补充说:“从行为角度来看,你无法将这种动物与雄性区分开来。”
“到目前为止,所有的想法都是雌性大脑可以产生女性行为,而雄性大脑可以产生男性行为,它们之间几乎没有或根本没有串扰,”密歇根州立大学东兰辛分校的神经科学家马克·布里德洛夫说。“这些结果确实表明,至少对于小鼠来说,大脑保留了在成年期表现出男性和女性行为的回路。”
研究人员在《自然》杂志在线报告称,手术切除 VNO 也会引发相同的行为。雄鼠的全部行为都展现了出来:从翘臀到旨在求偶的高音歌曲。“雌鼠从不做这种事——超声波发声,”杜拉克指出。“人们认为它们没有喉头。”
尽管雌鼠有时表现得很 macho,但它们也保留了自身性别的生物学功能,最终在与雄鼠配对后怀孕(尽管只是在积极尝试爬上雄鼠之后)。然而,它们的母性本能并不强,因为它们在出生几天后就离开了幼崽,这与正常的雌鼠母亲不同。
目前尚不清楚禁用雄鼠的 VNO 是否会使它们表现得像雌鼠,因为雌性实验鼠在很大程度上是被动的,并且没有表现出任何特别明显的行为,杜拉克说。但非常清楚的是,雌鼠和雄鼠的大脑在功能上是相同的。“这样做更容易,”杜拉克补充说。“如果你必须想象如何构建两个完全不同的回路,那将是很复杂的。”
这种发现的应用范围有多广仍不清楚。果蝇表现出类似的行为,但还需要进行更多研究来评估更广泛的影响。“对于其他动物,我们需要探索 VNO 是否具有同样的戏剧性效果,”布里德洛夫说。“这是否适用于所有啮齿动物?食肉动物呢?”
至于人类,我们似乎缺乏 VNO,信息素可能在我们的交配仪式中发挥的作用较小。“人类更多地依赖视觉线索,”杜拉克指出。但我们的大脑可能以类似的方式连接,“两种回路都存在,并且其中一种始终受到抑制”。性别特定行为的关键可能与激素的关系不大,而与各种神经回路如何被触发的关系更大。