據(jù)eurekalert網(wǎng)站報道，美國加州大學(xué)研究人員在大腦是如何控制先天行為的理解上取得突破性進展。這項發(fā)現(xiàn)在未來控制動物新行為和智能機器人上有應(yīng)用前景。先天或“本能”行為是天生的而不需要學(xué)習(xí)或預(yù)先的行為經(jīng)驗，例如求偶及性行為、逃生和防衛(wèi)動機以及侵略性等。

    使用普通果蠅作為生物模型，研究員通過試驗發(fā)現(xiàn)先天行為是被一種“命令”荷爾蒙所激發(fā)，這種荷爾蒙是由大腦中非連續(xù)肽神經(jīng)元所編輯合成。肽神經(jīng)元是一種大腦細胞，它通過釋放微小蛋白質(zhì)與其它大腦細胞和身體通信。

    研究員報告說那種命令荷爾蒙被稱為蛻化－觸發(fā)荷爾蒙或ETH，以逐步的方式激活大腦中非連續(xù)肽神經(jīng)元，是果蠅能夠執(zhí)行明確的行為次序。研究人員提議說，相似的機理能夠解釋其它動物甚至人類的先天行為。

    這一研究結(jié)果出現(xiàn)在這周《當(dāng)今生物學(xué)》雜志的封面文章中。

    與這份報告的首席作者，生物細胞學(xué)、神經(jīng)學(xué)及昆蟲學(xué)教授邁克爾?亞當(dāng)斯一同工作的昆蟲學(xué)無條件響應(yīng)部門研究員金永俊表示說：“根據(jù)我們的知識，我們是第一個描述循環(huán)荷爾蒙是怎樣通過引導(dǎo)大腦化學(xué)成分的有程序釋放來激發(fā)先天行為的一連串動作。”他說：“眾所周知的這些行為（例如性行為以及相關(guān)的侵略、逃生和防衛(wèi)）由大腦來編程，并全部存放于基因中。我們發(fā)現(xiàn)不僅先天行為的每一步都與大腦中神經(jīng)元的非連續(xù)行為完全吻合，而且特定的肽神經(jīng)元在每一精確的時間被激活，導(dǎo)致行為次序中每一連續(xù)動作的發(fā)生。”

    在他們的試驗中，通過藝術(shù)成像技術(shù)的幫助，研究員可以看到果蠅大腦中神經(jīng)元被激活發(fā)光的狀態(tài)。研究人員特別集中于節(jié)肢動物，例如昆蟲的研究。昆蟲的一生要經(jīng)歷多種進化階段，每一步轉(zhuǎn)化都要蛻皮。蛻皮過程中新的外骨骼（或外表皮）形成，而老的外骨骼則蛻去。昆蟲的蛻皮行為是一種先天行為的表現(xiàn)形式，由3個明顯的階段組成，耗時總共大約100分鐘。

    首先，研究員描述了蛻皮的順序，這是一種昆蟲脫離它們舊外骨骼的先天行為。并且研究顯示出昆蟲的這種行為在血液中出現(xiàn)蛻化－觸發(fā)荷爾蒙后不久就開始進行。研究員隨后演示了注射這種荷爾蒙到動物體內(nèi)能產(chǎn)生相同的行為。為了調(diào)查這一荷爾蒙誘發(fā)行為的內(nèi)在機理，他們運用實時成像技術(shù)在每一特定時段顯示非連續(xù)肽神經(jīng)元的活性。不同活性對應(yīng)于行為次序中的每一連續(xù)階段。研究人員通過使用基因工具殺死特定腦神經(jīng)元來取消或改變行為階段的試驗表現(xiàn)確定了他們的研究結(jié)果。

    “我們的結(jié)果不僅適用于昆蟲，而且一般情況下，它們也可能幫助我們理解一些問題：哺乳動物的大腦是怎樣控制它們行為的，大腦和身體是怎樣調(diào)度行為事件，”領(lǐng)導(dǎo)該研究小組的亞當(dāng)斯說，“通過理解先天行為是如何與大腦聯(lián)系，人們有可能來控制這些行為，改變它的次序、延遲甚至是消除它。總之，所有的這些涉及倫理問題的技術(shù)，不管科學(xué)家們是否應(yīng)該或是否愿意，都能在未來用這種方式控制生物的行為。

    果蠅試驗是一個幫助人們理解人類疾病和遺傳學(xué)的有力工具和實驗室經(jīng)典模型，因為它與人類共享很多基因和生物化學(xué)途徑。