玩耍对于像大鼠这样的动物有多重要？它可能像呼吸一样重要。当科学家移除大鼠的大脑皮层（负责高级认知的脑区）时，这些动物仍然会进行模拟打斗——这种行为被认为是啮齿动物玩耍的标志。
因此，柏林伯恩斯坦计算神经科学中心的研究人员着手在大脑皮层之下寻找玩耍的控制中心，这项新研究于周五发表在《神经元》杂志上。通过挠痒痒大鼠，许多动物已被证明对此活动反应积极，并观察它们的玩耍打斗，该团队确定了脑干内的一个区域，称为导水管周围灰质 (PAG)——大脑最原始的部分，控制呼吸并调节疼痛。这种隧道状结构充当双向中继站，在脑干和前额叶皮层之间传递信息。关闭 PAG 会导致大鼠显著减少发声和玩耍，无论是与人类还是与其他大鼠。
“我们认为玩耍已经存在很长时间了，因为很多动物物种都这样做。这在[进化上]是相当保守的东西，”主要研究作者，柏林洪堡大学研究生Natalie Gloveli说。
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Gloveli 补充说，过去的研究发现许多其他大脑区域可以调节和改变大鼠参与的玩耍行为，例如压制和猛扑。但她的团队的新发现表明，PAG，特别是其外侧柱，是玩耍和怕痒所必需的。
科学家先前已经表明，即使没有大脑皮层，大鼠仍然会进行玩耍行为，大脑皮层是大脑的最外层，与更高级别的过程相关，包括记忆、语言和思维。为了找到与玩耍相关的特定神经元结构，Gloveli 和她的同事决定专注于中脑。Sergio Pellis，艾伯塔省莱斯布里奇大学的神经科学家，对这些发现感到惊讶。
“我原本以为 PAG 会很有趣，但不会那么有趣，”Pellis说，他没有参与最近的研究。“显然，它不仅仅是传递信息。”
Pellis 说，PAG 在各种动物中具有广泛的已知功能。例如，它与调节疼痛和战斗或逃跑行为密切相关。然而，Gloveli 指出，辨别玩耍是否也是一种基本的生存反应是困难的。
“这是一个非常有趣的概念，因为我们都从个人经验中知道玩耍对人类来说是多么的本能，”她说。研究表明，玩耍对于儿童的健康至关重要，例如，儿童的健康。
过去，对大脑中玩耍的研究要困难得多。科学家会在幼鼠身上使用植入式电极和随附的导线——但当它们玩耍时，它们的奔跑会扰乱大脑活动记录。对于这项新研究，该团队用肌肉松弛剂和利多卡因麻醉大鼠，这会抑制 PAG 的目标区域。然后，研究人员在用连接到动物头部的探针挠痒痒大鼠之前、期间和之后记录相关的神经元活动。当 PAG 处于非活动状态时，大鼠在很大程度上停止了摔跤和吱吱叫。结果表明，这个 PAG 区域可能对玩耍至关重要。但是，Gloveli 补充说，“我们并不是说 PAG 是玩耍的开始和结束。它参与了其他大脑区域和投射的回路。”
马里兰大学医学院的神经科学家Margaret McCarthy说，该研究仅使用了雄性大鼠，这是一个重要的局限性，她没有参与这项研究。她希望后续研究将包括雌性大鼠，已知雌性大鼠的玩耍率和参与活动的方式不同。
虽然 McCarthy 和 Pellis 表示这项研究是向前迈出的重要一步，但他们补充说，科学家不确定这项研究如何从啮齿动物转化为人类。玩耍也是一个模糊的概念，难以衡量，一些专家争论说，在其他动物中很难定义它。
“我们不能问大鼠，‘你在笑吗？这感觉像挠痒痒吗？这感觉好吗？’我们必须从我们知道的事情中推断出来，比如它们在快乐时会发出这些声音，而在不快乐时就不会发出这些声音，”McCarthy 说。
Pellis 说，即使动物的情绪状态难以区分，但跟踪它们的行为并密切观察它们的大脑中发生的事情可以带来“惊人”的发现，这些发现可以使研究人员更接近玩耍的基础。