最新研发的强大而又精细的基因工具可以侵入性地探测动物的神经系统，远远超越了心理学家和认知神经科学家用来观察人脑的安全但粗糙得多的技术。现在，在一系列非凡的实验中，研究人员在小鼠身上找到了攻击行为的触发器——为我们提供了关于人类意识运作方式的新见解。
您可能会反对说，小鼠和人类不一样，研究鼠类思维与研究人类思维不同。这个事实显然是正确的。然而，小家鼠和智人都是大自然的产物，在感知、认知和情感处理方面有很多共同之处。无情的进化选择过程塑造了这两个物种——我们最后的共同祖先仅仅在7500万年前。它们的大脑和基因组结构都反映了这种相似性。事实上，只有神经解剖学家才能区分米粒大小的小鼠皮层和同样大小的人类皮层。如果您认为小鼠只是一个自动机，请在谷歌上搜索“世界上最聪明的小鼠”。排名第一的结果将是一个 YouTube 视频，名为“Brain Storm”，视频中一只可爱棕色的小鼠正在跑一个复杂的障碍赛——在绳索上跨越深渊；跳过铁环；上下跷跷板，越过铅笔，爬上陡峭的斜坡，爬下梯子；并在障碍物周围导航。它有时会犹豫，嗅探空气，但一旦开始，就会迅速完成赛道。
当代分子生物学技术的惊人精细性和实用性在最近关于性和权力的实验中得到了体现——性和权力是大众文化、精神分析和艺术的中心主题。
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攻击中心
我们的故事从下丘脑开始，下丘脑是大脑的一个古老区域，在整个哺乳动物进化过程中都得到保留。在人类中，它大约有杏仁大小，容纳着各种各样的神经元。这些细胞调节着不同的身体功能，如体温、昼夜节律、睡眠、饥饿、口渴、性、愤怒、攻击和对压力的反应。早期的研究表明，电刺激这些部位中的一些部位会引发猫和老鼠的突然狂怒，并且腹内侧下丘脑 (VMH) 与性行为有关。然而，促进攻击的神经元的精确位置、其作用方式以及攻击和交配（通常是两种相反的社会互动形式）之间的相互作用仍然非常神秘。
来自加州理工学院的一个团队，在神经生物学家大卫·J·安德森的领导下，开始着手解决这个问题。在四个步骤中，由博士后研究员林达宇（现任职于纽约大学）带头的七位科学家，确定了 VMH 中攻击神经元的关键作用。实验场景是单独饲养的、有性经验的雄性小鼠的笼子。当另一只小鼠，无论是雄性还是有性接受能力的雌性，进入笼子时，雄性常住小鼠通常会攻击前者，但与后者交配。科学家们录制了行为的视频，以便使用机器视觉工程师皮奥特·多拉尔和皮耶特罗·佩罗纳开发的软件，对数百次遭遇中每对动物互动（谨慎的嗅探和退缩，推搡、推挤和咬啮，爬跨和性行为）的详细时间过程进行统计分析和时间对齐。
第一个实验是分子生物学版本的脑成像。通过检测 c-fos 的存在，c-fos 是一种在神经元活动后迅速合成的蛋白质，研究人员可以识别出参与某些行为的神经细胞。与功能性 MRI 不同，功能性 MRI 可视化包含多达一百万个神经元的活性灰质“体素”，这种方法可以精确定位到单个细胞。VMH 内的一个神经元子集，称为 VMH 的腹外侧区域 (VMHvl)，在以打斗结束的雄性-雄性相遇后变得活跃。雄性与雌性交配时也出现类似的结果。但这些神经元是相同的细胞还是不同的细胞？在西雅图艾伦脑科学研究所的合作者的帮助下，该团队应用了 c-fos 方法的一种变体，该变体可以区分在两次不同的、连续的行为遭遇中激活的神经元。这些结果表明，令人惊讶的是，许多被调查的大脑区域包含在打斗与交配期间激活的单独但混合的神经元群体，只有很小的重叠程度（约 20%）。
现在生物学家已经确定了一个位点——在许多位点中——容纳着选择性地为社会交往激活的神经元，他们通过将非常精细的电极放置在附近来监听正在发生的事情。当小鼠独处时，这些细胞是静止的，当雄性入侵者进入笼子并且常住小鼠发起攻击时，这些细胞的活动水平逐渐增加。更令人困惑的观察结果是，一些神经元在与雌性交配的最初探索阶段也活跃，尽管只是短暂地活跃。相反，许多在打斗期间发出信号的细胞在交配期间受到积极抑制，表明攻击和性之间存在内在的对立。套用 1960 年代的口号：要么恋爱，要么战争，但不能两者兼得。
到目前为止，这些实验揭示了神经元活动和行为（打斗）之间有趣的关联。但 VMHvl 在攻击行为中起什么作用？它的神经元是打斗的原因吗？
光与基因的结合
安德森和他的团队是利用一种名为光遗传学的卓越技术的大师[参见“玩转生物电”，意识重述；2010 年 3 月/4 月]，以刺激 VMHvl 中数百到数千个细胞，在小鼠大脑的 4000 万个细胞中。科学家们将携带经过改造的 DNA 片段的迟缓病毒注入到动物一侧的 VMHvl 中，这些 DNA 片段被设计为编码对蓝光选择性的光敏离子通道。由于大脑深处是黑暗的，启蒙来自于一条穿过组织的小型光纤。在将细胞与外界分隔开来的膜中表达，神经元对蓝光做出反应并产生兴奋。每一下光脉冲可靠地触发受感染神经元中的一个或多个电脉冲。一旦动物恢复，仅凭它们的行为或与其他动物互动，就看不出有什么明显的差异。
当小鼠独自一人时刺激 VMHvl 没有任何作用。然而，在另一只动物存在的情况下，小鼠发起了一次协同攻击，通常是通过咬入侵者的背部。与该物种通常的行为不同，被照射的雄性不分青红皂白地攻击雌性、阉割的雄性或麻醉的小鼠——有时甚至是一个充气的乳胶手套。一旦光线停止，攻击行为也停止。感染和光线传递必须针对 VMHvl 核；刺激附近的区域不会产生这种效果。这是一个引人注目的且直接的神经元与行为之间联系的证明。兴奋 VMHvl 神经元会导致攻击行为。
最后，安德森和他的团队转向了 VMHvl 细胞对于攻击行为的发生是否必要的问题。他们使用一种不同的技术，对 VMHvl 细胞进行基因“沉默”，有效地将它们关闭数天。这种沉默显著降低了发生攻击性遭遇的可能性，并延长了发起攻击所需的时间。
当然，我们不知道当光束照亮其下丘脑攻击中心时，受感染的啮齿动物在其鼠类思维中经历了什么。但它的行为完全符合这样一种观点，即它的突然暴力伴随着一阵针对附近任何事物的任性愤怒，包括对毫无威胁的无助受害者。一些读者可能对这种“非理性”的冲动情绪并不陌生。但幸运的是，我们大多数人可以控制我们的愤怒，不会对我们尖叫的老板大发雷霆，这可能是通过来自前额叶皮层的下行纤维来抑制我们的下丘脑。期望研究人员能在不久的将来研究小鼠的这种愤怒管理机制的神经元基础，这并非不合理。