2017年，在拉斯维加斯曼德勒海湾酒店32层的狙击点，一名独狼枪手用大威力步枪向一群音乐会观众发射了1000发子弹，造成58名无辜者丧生，869人受伤。在犯罪现场自杀后，这名大规模杀人犯的大脑被运往斯坦福大学，以寻求对这起堕落事件可能的生物学解释。
科学家们在这样的检查中可能会发现什么？事实上，很多。目前还没有针对杀人行为的基因测试。但这类调查可以增加对大脑如何控制暴力的认识。神经科学家使用与追踪负责其他复杂人类活动（包括行走、言语和阅读）的大脑回路相同的实验方法，现在可以精确定位暴力行为的潜在通路。这些新发现有助于揭示极端暴力行为（如拉斯维加斯惨案）的潜在机制，但也有助于解释更为常见的路怒症，甚至是一位母亲对孩子任何威胁的瞬间反应。
身体暴力，有时甚至是致命暴力，是大自然适者生存斗争的核心，所有动物都进化出专门的神经回路来执行和控制攻击性行为。在20世纪20年代后期开始的对猫的开创性实验中，沃尔特·赫斯在下丘脑深处发现了一个位置，下丘脑是一个释放暴力攻击的大脑区域。事实证明，这里也是其他强大的强迫性冲动和行为被激活的地方，包括性、饮食和饮水。当赫斯使用插入温顺猫大脑的金属丝电极刺激这个神经元结时，这只猫立即开始发出嘶嘶的怒吼，攻击并杀死笼子里的另一只动物。人类大脑也有这种相同的神经结构，称为下丘脑攻击区。
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这一发现引发了广泛普及的“蜥蜴脑”概念，即人类的原始冲动源于一个进化上古老的神经核心，在适当的情况下，会引发野兽般的行为。自赫斯发现以来，近一个世纪以来，科学家们面临的关键问题一直集中在哪些回路进入大脑的下丘脑攻击区域以激活或抑制攻击。相对较新的技术——光遗传学（一种打开或关闭神经回路的实验方法）和光纤摄像头（穿入实验动物的大脑以观察暴力攻击期间神经元的放电）使一些问题得以解答。事实上，现在有可能识别愤怒和攻击回路。
出于伦理原因，追踪暴力行为神经回路的大部分研究来自动物研究。在将动物研究中使用的术语应用于人类行为和情感时，必须谨慎，但人类和其他脊椎动物的暴力行为之间存在明显的相似之处。在任何动物中，进行身体攻击都可能危及生命，因此这种行为受到严格监管，并且仅在对特定类型的感知威胁做出反应时才表现出来。
人类和其他动物本能地使用暴力，甚至致命的攻击来获取食物、保护幼崽或保护自己免受身体伤害。但是，对于任何这些暴力行为——例如，杀死猎物与保护幼崽——都有不同的神经连接在起作用。
此外，许多动物是高度社会化的物种，而攻击性是社会秩序建立和维持的方式——想象一下公羊用头撞击以确定哪只公羊可以与母羊交配。对于人类来说，死刑、监禁和强制剥夺资源（罚款和吊销特权）都是维持社会秩序的成文形式的攻击行为。保卫领土、保护群体成员和竞争是其他相似之处，使科学家能够从实验动物的研究中推断出人类每种不同类型攻击行为的神经回路。
从心理学的角度来看，人类的攻击性可能由看似无穷无尽的挑衅和动机引发，但从神经科学的角度来看，大脑中只有少数特定的神经回路负责这种行为。识别它们并了解它们如何运作仍然是一项正在进行的工作，但承担这项任务至关重要。经过漫长而残酷的生存斗争，暴力攻击能力深深地铭刻在我们的脑海中，但它常常因疾病、药物或精神障碍而失灵，并可能导致悲惨的后果。
攻击性的神经回路
使用暴力武力的决定充满风险，在一个人爆发之前，一套复杂的神经回路会广泛地延伸到大脑的各个区域并变得活跃。为了理解攻击性的解剖结构，可以将人脑可视化为具有蘑菇的结构。覆盖蘑菇伞状部分的薄皮相当于大脑皮层。皮层只有三毫米厚，是高级认知功能的中心——是使我们成为人类的本质。它还参与感觉运动整合（触发动作的感知），甚至意识本身——并且它在动物决定是否表现出攻击性行为方面起着关键作用。
杏仁核是一种位于大脑皮层深处的神经结构，它快速评估感觉输入以寻找可能的威胁，它将位于蘑菇柄的顶部，在那里，椽子状的鳃向外辐射以支撑伞盖。杏仁核具有广泛分支的传入和传出连接，从大脑皮层延伸到下丘脑。杏仁核这种杏仁状结构充当进入大脑的感觉信息的中央中继点，以及来自大脑皮层的输入，这些输入传达决策和其他高级信息处理的结果。
下丘脑也位于蘑菇柄的顶部，它是大脑的核心区域，无意识地控制着自动的身体功能，包括心率、体温、呼吸、睡眠周期、注意力和垂体释放激素。它是产生情绪驱动以发起攻击的地方。人脑脑干类似于蘑菇柄，信息通过脊髓传入和传出大脑。为了准确地描绘这种类比，重要的是要记住人脑是一个成对的结构，具有独立的左右半球。例如，杏仁核在左右脑两侧都有。
控制攻击性行为的多个区域使大脑能够快速或缓慢地思考以应对威胁。然而，后者更深思熟虑的反应是两者中最复杂的，前额叶皮层对于此类决策至关重要。神经科学家西蒙娜·莫塔和她在圣保罗大学牛顿·萨比诺·坎特拉斯实验室工作的同事在2013年的一项研究中捕捉到了熟悉的“熊妈妈”反应的生物学细节，这种反应绝不仅限于母熊。
研究人员在显微镜下观察了一只母鼠的下丘脑，当时一只雄性入侵者进入了关着母鼠和她新生幼崽的笼子，导致母鼠发动攻击。在染色尸检脑组织后，他们在微小的下丘脑攻击区中识别出一种名为Fos的蛋白质。通过显微镜观察，该区域似乎被黑色墨水笔点缀过。Fos的突然出现（以黑色染色表示）是由于攻击区域的神经元在母亲被激怒袭击入侵者时，快速合成蛋白质而产生的。
当在入侵者进入之前，从下丘脑攻击区域移除这簇神经元（称为腹侧乳头前核）时，莫塔的研究小组发现，母亲不太可能以防御性攻击做出反应。但是，破坏这些神经元并没有影响母亲对捕食猫或其他威胁的反应。赫斯近一个世纪前的电极过于粗钝，无法揭示嵌入下丘脑攻击区域内部的精细亚回路。新的分析方法正在提供更详细的图景。
为了使该区域被雄性入侵者激活，必须接收、处理有关攻击者的感觉信息，并通过下丘脑传递。所有主要感官都通过单独的神经通路进入大脑：视觉输入通过视神经到达，嗅觉通过嗅觉神经到达。传入的感觉信息到达大脑皮层，在那里对其进行分析以提取刺激的详细特征，并且每个相应的感觉的相应信号被发送到另一个更专业的皮层区域。例如，头部后部的视觉皮层将提取物体相对于更广阔的视野的形状、颜色和运动，然后将该信息传递给其他皮层区域，这些区域将感知带到我们的意识中——例如，允许识别熟悉的脸孔。
但是，这种复杂的信息处理形式，像在装配线上组装汽车一样，按顺序接合几个不同的皮层区域，需要时间。面对突然的威胁，一个挥向你下巴的紧握的拳头，处理视觉输入并有意识地感知它所需的时间太慢而无法躲避这一击。因此，已经进化出一条高速皮层下通路，该通路募集杏仁核，以便将传入的感觉输入快速传输到大脑的威胁检测回路。来自感官的流入在到达我们的大脑皮层和有意识的意识之前到达杏仁核——这就是为什么我们会躲避并拍开突然闯入我们视野的流浪篮球，然后在稍后询问，“那是什么？” 突然侵入我们个人空间的对象被视为威胁，即使我们无法形成其准确的图像。类似于安全系统中的运动检测器，杏仁核检测到一个不应该在那里出现的物体，并且它迅速激活攻击性反应以应对威胁。
人类严重依赖视觉，但嗅觉对于许多动物来说更为重要。在莫塔的实验中，气味最有可能提醒母鼠的威胁检测机制注意雄性入侵者，并且该信息可能已迅速传递到下丘脑攻击区。在显微镜下搜索杏仁核，科学家们在那里看到了两个斑点，它们在入侵者的攻击反应中被Fos清晰地染色。杏仁核中的这两个位置（在内侧杏仁核内）都接收来自嗅觉区域的输入。下丘脑的乳头前核区域（母性攻击反应的中心）中的神经元已知仅对异性的气味做出反应。
杏仁核的另一部分，后核，也显示出大量的Fos染色证据。那里的神经元具有激素检测器（盐皮质激素受体），可以将压力与攻击触发器联系起来。在对攻击性雄性大鼠的其他研究中，当这些受体被阻断时，动物变得温顺。这种观察部分解释了给定情况的各个方面（无论是压力还是其他因素）如何降低诱导攻击的阈值。
人体实验
所有这些研究的目的是确定激活或关闭特定大脑区域是否会产生特定行为。然而，动物研究无法揭示任何由此产生的行为中涉及的实际感觉。用电极刺激大鼠大脑可能会引起疼痛，然后引发暴力反应，但无法暗示该反应是否直接来自与攻击性相关的大脑中心的激活。
不过，一些实验已经在人类受试者身上进行，这毫无疑问地表明杏仁核会释放出强烈的暴力情绪。在20世纪60年代，当已故的西班牙神经科学家何塞·曼努埃尔·罗德里格斯·德尔加多刺激一位正在平静地弹吉他的女性的右杏仁核中的电极时，她停止了弹奏和歌唱，愤怒地扔掉乐器，并开始攻击附近的墙壁。如此强大的情绪释放暴力行为一定压倒了竞争的冲动。决定发动攻击的风险可能导致报复，使攻击者面临重伤或死亡的风险，或者在因害怕威胁而逃跑后引发羞耻感。
大鼠和人类盲目愤怒的神经基础是广泛的神经网络的一部分，该网络超越杏仁核以释放暴力行为。研究人员在隔膜区（亚皮层边缘系统的一部分）发现了一个位置，该位置在母鼠击退入侵者以保护幼崽后会打开。隔膜区驱动强烈的情绪反应，例如爆发性愤怒，并且在性行为和其他奖励活动期间也很活跃。在20世纪50年代，詹姆斯·奥尔兹和彼得·米尔纳表明，植入隔膜区电极的大鼠会按压杠杆以向那里的神经元提供电刺激，直到精疲力尽——每小时高达5000次。
来源：Body Scientific
已经对人类参与进行了与这些实验类似的实验。当德尔加多刺激患者的隔膜区时，他们突然被强烈的性感觉所淹没，最终达到了性高潮。一位患者变得轻佻，甚至提出要嫁给治疗师。
在现在被认为是不道德的1972年发表的研究中，杜兰大学的精神病学家罗伯特·G·希思试图“治愈”一位年轻人的同性恋。他将电极植入该男子大脑的隔膜区，使医生或患者本人能够在观看异性恋色情电影和与妓女发生性行为时提供神经刺激，从而带来性快感。希思报告说，受试者刺激自己达到欣快感。（然而，他的性取向仍然没有改变。）
隔膜区这一部分的神经元（终纹床核，或BNST），在动物研究中，这些神经元在母性攻击期间被激活，也显示出去甲肾上腺素的受体，去甲肾上腺素是一种参与应激反应的神经递质。这个大脑区域连接到下丘脑，以控制自主反应和释放激素，例如催产素或神经递质多巴胺，这些激素调节压力、情绪和焦虑：它也接收来自大脑皮层的输入。
攻击性的回路既有高级控制也有低级控制。前额叶皮层可以抑制或刺激边缘系统，根据高级认知处理区域中发生的审议来抑制冲动或发起暴力行为。来自前额叶皮层的这种“自上而下”的控制与它的“自下而上”的对应物形成对比，即对突然环境刺激的快速、反射性反应，例如当流浪篮球在没有任何有意识的思想的情况下被弹开时。来自前额叶皮层到边缘系统的连接较弱的动物和人会遇到冲动控制方面的困难。
大脑的奖励中心，包括纹状体和伏隔核（神经递质多巴胺在那里起作用），是攻击性回路的另一个组成部分。许多滥用和成瘾药物——例如，甲基苯丙胺和可卡因——会增加奖励调节多巴胺以触发此回路。当雄性大鼠成功击败进入其笼子的入侵者时，该动物将反复激活一个杠杆以打开通道，以允许入侵者再次战斗。如果多巴胺信号传导被药物阻断，雄性大鼠将停止发起另一场战斗。
攻击性的奖励方面，包括优越感和支配感，是这种行为的几种形式的基础，但特别是欺凌行为的享乐主义成分以及精神病态和残酷的犯罪暴力。在现代社会，我们的食物需求由超市供应，成功杀戮带来的缺失的奖励感可以通过狩猎和钓鱼等休闲活动来满足。
性别差异
预测攻击性行为的最重要因素是性别。根据联邦监狱管理局2018年的统计数据，93%的囚犯是男性。攻击性和男性之间的关联在动物界很突出，这表明暴力和性别之间的关系具有强大的生物学基础。激素对控制攻击性行为的神经回路的影响是一个重要因素，但对男性，特别是社会性哺乳动物（包括大多数灵长类动物）的选择压力，促进了增加攻击性行为可能性的属性，以寻求配偶、获得更高的社会地位、获取食物和保卫领土和部落。
加州理工学院的神经科学家大卫·安德森和他的同事研究了神经回路，该神经回路解释了性别和暴力之间令人费解的关联。他们的研究揭示了相同的大脑回路如何参与爱与恨等极端对立面的一部分机制。从生理学的角度来看，几个共同特征将攻击性与交配联系起来。这两种行为都会唤起强烈的唤醒状态，并且在成功时会产生强烈的奖励感。在自然界中，攻击性和交配常常相互关联，并且两者都受到相似的环境影响和内部身体状态的调节。例如，雄性动物在交配季节更具攻击性。
人们早就知道，交配也受到下丘脑攻击区的控制，并且在那里放置电极的刺激可以诱导交配或攻击性。研究人员使用Fos染色来识别高度活跃的神经元，发现小鼠在进行攻击性遭遇或交配后，下丘脑中的细胞立即变得活跃。戴玉林在安德森的实验室工作期间（之后成为纽约大学的教授），将微电极植入小鼠的下丘脑，发现神经元在战斗和交配期间嗡嗡作响——一些单个神经元在一个行为中放电，而在另一个行为中不放电，但有些神经元在两种活动中都打开。通过穿入光纤束以照射激光束，激光束使基因改造的神经元产生响应光线的电脉冲，林和她的同事们刺激小鼠发起攻击或交配。他们使用激光以不同的频率驱动神经元放电，并在行为之间切换。
失去控制
使用实验室的这些新发现来帮助解释大规模杀戮仍然是一个理想的目标。但是，50多年前发生的一起事件可能启动了一个调查过程，有一天可能会避免可怕的头条新闻。1966年8月1日，查尔斯·惠特曼，一位陷入困境的前美国海军陆战队队员，刺伤并枪杀了他的母亲，并在他们各自的家中用刀杀死了他的妻子，然后带着装有三把刀、700发子弹和七支枪的脚踏式储物箱去了奥斯汀德克萨斯大学校园的一座塔楼。惠特曼从他的狙击点杀死了14人，并造成30多人受伤。他留下了一张便条，要求在他死后研究他的大脑，以确定他是否患有精神疾病。
对凶手大脑的法医分析发现，杏仁核附近有一个小肿瘤，多形性胶质母细胞瘤。专家组在其书面报告中承认：“这种高度恶性的大脑肿瘤可能导致他无法控制自己的情绪和行为”，但专家们无法确定癌症与惠特曼的大规模谋杀或他明显的精神疾病有任何关系。毕竟，许多人遭受脑损伤和肿瘤，但他们并没有变成暴力杀手；例如，参议员特德·肯尼迪和参议员约翰·麦凯恩都患有多形性胶质母细胞瘤。
到目前为止，尚未报告拉斯维加斯大规模杀人犯斯蒂芬·帕多克的大脑出现任何异常——而且可能永远不会发现。如果病理学确实出现，仍然不可能找到脑肿瘤与滔天罪行之间的因果关系。此外，麦克阿瑟暴力风险评估研究的统计数据表明，患有精神障碍的人并不比其他人更有可能具有暴力倾向。
曼德勒海湾狙击手的大脑中很可能不会发现神经系统异常。预测暴力行为的主要风险因素是年轻、男性、药物滥用和较低的社会经济地位。安大略省女王大学的希瑟·斯图尔特在2003年的一篇综述中指出，在没有被诊断出患有精神疾病的人自我报告的暴力行为中，有三分之一与药物滥用有关，而在精神病患者的暴力犯罪中，有十分之七与药物滥用有关。我们对酒精或可卡因如何损害大脑攻击性神经回路的了解，使我们对药物滥用与暴力之间的联系深信不疑。
新的理解
检查惠特曼大脑的专家委员会阐明了他们无法将脑肿瘤与犯罪联系起来的一个更重要的原因——简而言之，这与1966年对大脑的基本科学掌握不足有关。“现有有机大脑功能知识的应用无法使我们解释惠特曼在8月1日的行为，”报告指出。“这个案例戏剧性地表明，迫切需要进一步了解与行为相关的大脑功能，特别是与暴力和攻击性行为相关的大脑功能。”
MRI机器在1966年还不存在，整个神经科学领域仍处于起步阶段。最近使用现代技术探索攻击性新神经科学的研究现在正在产生知识，这些知识可能有助于惠特曼寻求结束。
德国马格德堡奥托·冯·格里克大学的精神病学家伯恩哈德·博格茨和他的同事使用MRI和CT扫描检查了暴力和非暴力囚犯的大脑。研究发现，暴力罪犯的大脑异常发生率明显高于非暴力罪犯或对照组。例如，在162名暴力囚犯中，有42%至少有一个异常区域，而非暴力囚犯为26%（共125名），对照组为8%（共52人）。病理学出现在前额叶皮层、杏仁核和负责控制杏仁核和下丘脑的其他区域。
关于攻击性神经回路的发现的信息可能会为新的答案提供途径，但也可能会提出新的问题。基因和经验都以不同的方式引导每个人神经回路的发展，这解释了人类或实验性啮齿动物表现出的攻击性的强度和类型的变化。人类的前额叶皮层直到20岁出头才完全发育成熟，这表明为什么在美国不应像成年人一样追究青少年的刑事责任。
这种迟缓的神经发育过程为该国看似难以理解的悲惨校园枪击浪潮提供了一定程度的生物学见解。最终，通过药物、精确手术、脑刺激或其他方法调节攻击性神经回路，可能会干预以减少暴力行为。
在因暴力行为而被监禁的人中，新出现的神经学异常证据引发了法律责任的伦理问题，以及对精神健康患者的精神病学评估是否应包括EEG和脑扫描评估，以寻找病理迹象。这可能正是惠特曼在收拾脚踏式储物箱并写下自杀遗书，要求在他即将犯下的血腥屠杀之后检查他的大脑时所寻求的。