科學現場調查：最後一名真能逆襲第一! 浙大美女教授Science發文解破其中機密

　　7月13日，在浙江大學求是高等研究院和醫學院神經科學研究中心的胡海嵐研究組，一隻小老鼠豆豆，在眾人的見證下實現了逆襲：

　　等級測試實驗中，豆豆在一籠4鼠中處於最下游位置，第4。也就是説，排在它前面的每一隻老鼠，都可以過“吃飯、睡覺、打豆豆”的日子，但豆豆只能吃飯、睡覺。

　　課題組改變了豆豆，他們對豆豆的一些腦神經細胞進行激活。

　　接下來，神奇的事情發生了——小豆豆在領地競爭中，戰勝了第三名，第二名……甚至第一名。

　　經歷了6次以上的勝利後，曾經孱弱的豆豆已經所向披靡：它可以不再借助科學家的幫助，一直保持勝利。

　　勝利者豆豆的大腦在發生變化，是什麼令它開了掛？

　　2017年7月14日，浙江大學胡海嵐教授研究組在Science雜誌上，以長文(Research Article)形式發表文章（題為《勝負經歷重塑丘腦到前額葉皮層環路以調節社會競爭優勢》），從神經機制角度，解答了這個問題。

　　胡海嵐研究團隊最新發表在Science上的文章，來源：Zhou et al. 2017

　　前半段，沒有神經刺激的時候，豆豆輸掉領地爭奪戰，倉皇退出；後半段，被光刺激的腦部神經細胞後，豆豆一閃一閃地把原本比它強的A鼠給逼出領地。

　　前額葉皮層神經細胞被激活，

　　排位墊底的小老鼠改變排行榜格局

　　和人類一樣，老鼠和其他動物的世界裏，都有穩定的等級制度存在。這種等級呈線性——一鼠壓着一鼠；同時保持穩定。

　　胡海嵐團隊的研究者們以豆豆們（學名：C57小鼠）為模型，設計了一系列的實驗：

　　實驗一：鑽管搶地盤，決出社會等級

　　科學家讓兩隻小鼠在一個促狹的管子裏相遇。處於領地佔領意識，兩頭的小鼠都要往前衝。

　　最終：等級地位低的小鼠，會主動退出或者被等級地位高的小鼠推出管子。

　　豆豆（老鼠B）慫了

　　在兩隻小鼠在管子中競爭時，科學家正聚焦它們的前額葉皮層的神經細胞的動態活動。她們發現：當小鼠進行推擠或者抵抗住對方推擠的時候，大腦前額葉皮層的神經細胞的活動就會有顯著的增加。

　　這個腦區有多重要？有研究發現：戀愛中的男女前額皮層會自動暫時關閉，使得他們對對方不再懷疑或持批評態度。

　　胡海嵐實驗室的小鼠正在提示科學家們：前額葉皮層神經細胞的電活動，可能控制着小鼠在社交對抗過程中的精神戰鬥力，從而改變了它們的社會等級排位。

　　實驗二：激活前額葉皮層神經細胞，戰鬥力燃起

　　科學家做了一組對比實驗，進一步驗證以上的猜測：

　　A、用藥理遺傳學的方法抑制高等級小鼠前額葉皮層神經細胞的活動。結果發現：這些老鼠在社交對抗中變得更加消極：推擠更少，後退更多，最終還輸給了原先低等級的小鼠。

　　B、接着，團隊又嘗試去激活這羣神經細胞。

　　他們在小鼠前額葉皮層的神經元細胞中嵌入光敏感的蛋白基因，並將光纖植入到這羣神經元上方。這樣藍色激光就可以通過光纖，激活這羣神經元。

　　對原來等級地位第三的老鼠進行光激活後，它立馬變得勇猛了

　　當她們打開藍色激光器激活小鼠的前額葉皮層細胞時，戲劇性的一幕發生了：

　　原來等級低的老鼠在接受藍光照射的時候，變得自信而英勇，發出了更多推擠，並且能夠堅持更久，最終將原先等級低的小鼠推出了管子。

　　當前額葉皮層細胞被人物激活後，豆豆（老鼠B）逆襲了

　　連續贏6次，小鼠能夠自主保持常勝

　　實驗三：連續贏6次，產生贏的慣性

　　研究者們繼續對這些小鼠的行為進行了仔細的分析，她們發現：如果重複地用藍色激光刺激一隻低等級的小鼠，幫它贏得競爭，當次數多於6次時，之後連續幾天，這隻低等級小鼠就可以不依賴光刺激，自行成功逆襲，一路殺到自己成為最高等級的小鼠，並且一直將戰果維持下去。

　　重複的勝利經歷，有可能對小鼠的大腦產生了長期的改變。

　　這種改變發生在哪裏？是怎麼樣的改變？

　　研究者發現：重複的勝利，增加了丘腦到前額葉皮層這個環路的連接強度。

　　“有可能是形成環路的神經突觸結構發生了整體的增多，也有可能是每一個神經突觸都變強了。”胡海嵐解釋。

　　實驗四：不斷增加前額葉刺激，能把原來的霸主打翻

　　團隊的又一組實驗發現：

　　如果在重複的勝利之後，人為地削弱這個環路的連接強度，則會讓“勝利者效應”消失；

　　更加讓人震驚的是：研究者用高頻的光照，直接誘導這個環路的連接長時程地不斷增強，這讓豆豆這樣原本低等級的小鼠，能夠在接下來連續幾天，先後戰勝等級越來越高的小鼠，直到實現真正的逆襲。

　　實驗五：勝利在各個領域轉移開

　　有一個疑問是：鑽管測試，只是豆豆在一種形式的競爭中取得勝利的場景，那麼其他形式的競爭呢，被改造的豆豆，也更容易贏嗎？

　　研究者又設計了一個非常有趣的實驗：他們把同籠的四隻老鼠放在一個冰冷的籠子裏，而這個籠子裏只有一個小小的只能容下一隻老鼠的角落是温暖的。這四隻老鼠就會去競爭這個温暖的棲息地。

　　研究者發現：如果通過照光的方式，讓低等級的小鼠在鑽管測試中重複地贏很多次，比如豆豆，它在温暖窩的競爭中的表現也有非常顯著的提升。

　　這説明：在不同形式的競爭中，勝利的經歷所帶來的效果是可以相互轉移的。

　　胡海嵐表示：“這個系列的研究，從動物實驗中驗證並第一次闡釋了‘強者更強’的神經科學原理。”

　　當然了，在人類身上，不太可能通過植入的方法，刺激腦細胞來叫人嚐到勝果。有什麼辦法可以讓弱者更有勇氣和信心？

　　不妨學一學拳王泰森。

　　泰森曾經輝煌一時，但是後來鋃鐺入獄，昔日冠軍虎落平陽。飽受摧殘意志薄弱的他日後怎樣奪回曾經的榮耀？

　　在泰森出獄後，他的經紀人非常巧妙地為他安排了兩場比賽——對手的實力都遠遠弱於泰森。

　　不出所料，泰森贏得了這兩場比賽。緊接着，泰森才戰勝了強大的對手布魯諾，再次獲得金腰帶，重新走上人生巔峯。

　　胡海嵐團隊證實了“勝利者效應”背後的神經學機制，表明它真的讓大腦發生了長久持續的改變，而並不光光是自我安慰而已。

　　“通過在相對簡單的比賽中獲得成功經歷，將有助於重塑相關的腦環路（通俗所説的增強自信心），從而提高在更困難比賽中獲勝的可能。”胡海嵐説，“歸功於大腦的可塑性，先天的弱勢也有可能被逆轉。”

　　胡海嵐教授介紹

　　胡海嵐，浙江大學求是高等研究院/浙大醫學院教授，高級研究員，博士生導師。1992-1996年就讀於北京大學生物系並取得該專業學士學位，之後赴加州大學伯克利分校，在Corey goodman的指導下於2002年獲得了神經生物學方向博士學位。2009年加入中國科學院神經科學研究所擔任研究員， 自2015年5月起任職浙大。實驗室致力於研究情緒與社會行為的分子與神經環路機制，曾在知名學術刊物上發表過多篇具有重要價值的學術論文。2015年4月，胡海嵐入選2015年度“長江學者獎勵計劃”特聘教授名單。2015年12月22日，入選第十二屆“中國青年女科學家獎”。

　　2012、2014兩次獲得中國科學院優秀導師獎，2012年獲國家傑出青年科學基金；2013年獲明治生命科學傑出獎。實驗室致力於研究情緒與社會行為的分子與神經環路機制。在情緒影響學習記憶的分子機制（Cell，2007）、情緒效價的神經編碼（Nature Neuroscience，2014）、抑鬱症發生的核心分子機制（Science，2013），以及社會等級的神經環路基礎（Science，2011）等方向，取得了既有理論意義又有潛在應用價值的系統性原創成果。為Science和Neuron等雜誌的特邀審稿人。5年內培養4名優秀博士畢業生，獲得中科院院長特別獎、恆源祥英才獎一等獎各2人次，另獲吳瑞獎學金、國家獎學金、張香桐獎學金一等獎、強生一等獎等各1人次。（來源：浙江24小時（錢江晚報 記者：章咪佳/文 通訊員：胡舸/動圖製作）、浙江大學新聞辦周煒、盧紹慶）