失去性欲、产生同性性行为，或因一类神经元失常："处男"动物是这样辨别性别的

雄鼠的性别识别能力是天生的，且被一小簇神经元控制。图片来源：Spencer Phillips

由于许多物种中不同性别的动物都有各自的特点，如艳丽的尾羽，庞大的身躯，嘹亮的声音。因此以往科学界认为，它们会通过学习这些特点来完成性别识别。但是今天发表在Cell的最新研究颠覆了这一认知，来自斯坦福大学的研究人员发现，“处男鼠”分辨一只陌生老鼠性别的能力是天生的，这种能力来源于基本的神经回路，而不是后天认知经历。而控制的主体神经元只占据大脑神经元总数的十万分之三。

 撰文丨杨心舟

有性繁殖的动物在性社交行为中，会通过展示不同的特点吸引异性，这样能够增加繁殖的成功率。雌雄动物都会具有各异的标识特点，在后天的性经历中它们会通过观察和学习来区分谁是异性，谁更具吸引力，谁更值得交出自己的基因。

雌孔雀会知道，尾羽艳丽的孔雀是雄性，并更值得交配；雌鸳鸯是灰色，而色彩斑斓的鸳鸯则是雄性，它们以此来获得异性的关注。这就让我们不免产生了性识别是一种后天习得的错觉。今天在线发表在Cell期刊的文章就指出，在雄性动物中性别识别行为是与生俱来的，它就印刻在动物的一小部分神经元里。在毫无性经验的雄鼠中，第一次看见除母亲以外的雌鼠时，这部分神经元就会被激活，然后选择与其进行交配繁殖，这个识别时间不过短短几分钟就能完成，而并不需要社会经验认知。

左侧为雄性鸳鸯，右侧为雌性鸳鸯，这可以帮助它们互相识别。图片：Wikipedia

超微型神经元部落让雄性天生具有性识别能力

许多对性激素敏感的组织都会产生芳香化酶，这种酶可以将雄激素转换成雌激素，后者是许多细胞内部性激素的活化形式。芳香化酶和雌激素对于性社交行为中具有重要作用。Shah，是本文的通讯作者，他在十年前的研究中就发现，这种酶在小鼠脑部几乎一半的区域都会出现。并且这些酶在脑中分布的区域也是“男女有别”，雄鼠和雌鼠并不一样。

在芳香化酶富集的脑神经区域里面，有一个被称作终纹床核（BNST）的区域引起了科学家极大的兴趣，因为雄性的BNST大小大约是雌性的两倍，并且该区域神经元密度在雄性中也要更大。已经有很多研究发现BNST中不同性别所表达的基因模式并非一模一样，因此显然易见该区域对雄性有特殊的影响。

在过去已经有很多研究提示BNST区域与性行为密切相关，包括人类中也是如此。针对BNST神经元的研究已经持续30年，目前的结果已经显示BNST神经元以及它们的一些功能性亚结构和分子对性激素都是很敏感的，并且它们会分布于影响性别行为的重要通路上。如果破坏了BNST的功能，那么会直接减弱雄性小鼠的性行为。

在BNST中有一小簇可以表达芳香化酶的神经元，被称作AB神经元。整个小鼠大脑大约有7500万个神经元，而AB神经元只占到2000个，分别在脑部两侧各分布1000个，不足十万分之三。而正是这占比极小的细胞影响了动物的性别识别能力。“在研究之前，几乎没人注意到AB神经元，”Saha说，“之所以如此，是因为它们散布在了其他更易识别的神经元之间。”

为了看清楚在各种社会行为中AB神经元到底发生了什么，Saha构建了一种新的老鼠品系，可以表达一种钙感应蛋白GCaMP6。通常芳香化酶表达过程都伴随着钙离子的释放，因此，通过检测GCaMP6的信号就能了解到移动小鼠AB神经元的状态。

在雄性小鼠中都有自我领土意识，它们对任何入侵领地的陌生鼠的行为都是固定的，并且会根据性别来决定，“如果入侵的是一只雌鼠，它将试图吸引她，如果是雄鼠，它会选择来一场战斗。”Saha表示。在实验中的结果和预期一样，研究团队将一只雌性小鼠扔到了“处男鼠”的笼子里，仅仅几分钟，“处男鼠”就决定要和其进行交配。而在另一组，扔进去一只雄性小鼠后，“处男鼠”选择马上发起攻击。

那这些过程中AB神经元会怎么变化呢？Shah对小鼠的GCaMP6信号进行了收集，除此之外研究团队还比较了多种条件下AB神经元区域的变化：

 “处男鼠”男男相遇， AB神经元活性升高，攻击后降低

研究团队首先将一只雄性野生鼠扔进了“处男鼠”的领地，几乎在相遇的一瞬间，“处男鼠”的AB神经元就立马被激活了，紧接着它会开始攻击这只入侵老鼠，在这一过程中AB神经元活性不断降低。

“处男鼠”男女相遇，从遇见至交配完成AB神经元都保持高活性

接着Saha又尝试将一只雌鼠扔进了“处男鼠”的领地，前期刚刚相遇时AB神经元也同样立马被激活，并且“处男鼠”能短时间内就意识到这是一只雌鼠，并尝试与其进行交配。但这次AB神经元并没有就此降低，而是随着交配过程（Mount-趴至背上，Intromission-交配，Ejaculation-射精）持续高涨。

男女有别的反应决定下一步行为

在上两个实验中已经能看出，任何性别的小鼠扔进去之后AB神经元都会大幅上升。但是为何会导致不同的后续行为呢？Saha比较了同一只“处男鼠”遭遇不同性别小鼠时的反应，结果显示其在面对雌鼠（红色）时AB神经元反应要比面对雄性（绿色）时更高。Saha认为这是AB神经元在向“处男鼠”传递对象性别的信息，从而影响了之后决定进行何种行为的决定。

阉割也无法阻挡对雌性的本能反应

但是AB神经元增强是不是性冲动造成的呢？Saha决定利用阉割“处男鼠”的方式来证明，小鼠被阉割后已经不再分泌睾酮，因此小鼠对雌鼠的兴趣大大降低，它们不再尝试去吸引雌性，也不会产生交配行为。同时，其对雄性的攻击性也降低不再具侵略性。但是研究者却观察到它们AB神经元的兴奋度不会改变，并且同样在遇见雌性（红色）时会表现更强的信号。

AB神经元失活，“处男鼠”不再对雌性感兴趣

既然AB神经元已经先于性激素行动了，Saha同样检测了在性功能完整时将其失活是否会影响后续性行为。小鼠的行为结果显示，在利用化学试剂将AB失活后（深绿色），“处男鼠”变得同阉割鼠一样，产生交配行为的比例越来越低，几乎没有雄鼠会选择完成射精最后一步。

AB神经元过度激活，产生同性性行为

所有上述的实验结果都展现出AB神经元对性行为的强效控制，因此实验中同样尝试了将这种强控制器增强会产生怎样的结果。他们模拟了以往实验中增强AB神经元的方法，用一种特殊波长的光照照射小鼠。在将陌生雄鼠扔进“处男鼠”领地之后，Saha打开了特殊光源（深绿色），令人惊奇的一幕出现了，“处男鼠”变得不再去攻击陌生雄鼠，而是展开了性行为的一部分（但由于缺乏性器官无法完成整个交配过程）。

AB神经元的这种功能似乎只是局限于雄性之中，在雌鼠中无论发生怎样的行为，AB神经元的活动都不会有波动，即使将AB神经元全部失活也不会改变雌性小鼠的社交行为。“这些神经细胞在雌性小鼠中的作用还并不清楚，”Saha表示，“她们显然在用另一套神经系统来进行性别识别。这还是个未知领域。”

Saha的实验目前已经部分解释了性识别是先天性行为，因为只在雄性中成立，而雌性这一半正等待科学家去挖掘。而在不断深挖的过程中，男女大脑展现出的不同状态也暗示着，不同性别进行社交行为选择时，从根本上来说走的就不是一条路，因此最后才会出现“男女有别”的结果。Saha目前也正着手探寻这另外这一条路在哪里，找到缺失的最后一块拼图。

参考链接：

https://www.eurekalert.org/emb_releases/2019-01/sm-mmh012419.php

https://en.wikipedia.org/wiki/Sexual_dimorphism

https://www.sciencedirect.com/topics/neuroscience/sexual-experience

https://doi.org/10.1016/j.cell.2018.12.041 Limbic Neurons Shape Sex Recognition and Social Behavior in Sexually Naive Males

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