凯瑟琳·杜拉克（Catherine Dulac）发现特定性别行为背后的大脑回路

重要行为从何而来？什么是天生的？经验的结果是什么？是什么引发愤怒，悲伤，支配，侵略，交配，养育子女？

在研究中，我一直试图了解大脑如何控制本能行为。有什么信号？触发这些行为的脑细胞种群是什么，它们在动物物种之间以及在雄性和雌性之间有何区别？

之前，您提到了诺贝尔奖获得者Richard Axel。您是如何来到他在哥伦比亚的实验室工作的？

获得博士学位后，我想在美国工作几年。那里的神经科学研究界非常活跃。我想体验一下，然后回到法国。在研究了各种可能性之后，我去了哥伦比亚的Axel实验室。

我在1992年到达那里，那是特别激动的时刻。研究人员正在以新的方式使用分子，遗传和细胞生物学工具来了解大脑的工作原理。

理查德·阿克塞尔（Richard Axel）和琳达·巴克（Linda Buck）刚刚在啮齿动物的鼻子中发现了嗅觉受体，这是了解气味剂如何产生嗅觉的关键。他们将因此获得诺贝尔奖。

我的目标是通过发现信息素受体来增强它们的发现，信息素是在小鼠和许多动物中发出攻击，交配，养育和其他行为信号的化学物质。最终，我正在寻找触发小鼠本能行为的线索。我的工作原理是信息素的受体与嗅觉的受体密切相关。

我在社交活动上遇到了Axel教授。他是一个了不起的人物。你发现他吓人了吗？

相反：他是一个灵感。他说：“在我的实验室中，人们正在研究极其困难的问题。”他没想到你会立即成功。他希望你能奋斗，我当然做到了。在那的头两年，我极度焦虑，因为我没有尝试解决任何问题。没有！

但是理查德告诉我：“您正在尝试解决一个非常棘手的问题。我想你会成功的。我只是不知道什么时候。”

对我来说，那是一个自我怀疑的时期。我尝试了分子生物学方面的一切。我要工作到凌晨3点。有时我想到琳达·巴克，那时她在哈佛拥有自己的实验室。我想：“在发现嗅觉受体之前，她在理查德实验室工作了10年。”但是然后我会说：“好吧，你不像琳达那样聪明，它将带你15岁！” （笑）这给了我一些平安。

因为这是朝着理解更大问题的各个方面迈出的一步-而不仅仅是“哪些行为是先天的？”但是“大脑是如何参与触发它们的？”

小鼠和许多脊椎动物的鼻子中都有神经元，这种神经元称为犁鼻鼻器官-VNO。该器官检测由相同物种的其他人产生的信息素，然后将提示发送到大脑以进行交配，攻击或做其他事情。

为了确定犁鼻器受体是否不同于Axel和Buck发现的气味受体，我建立了一个小鼠VNO中每个神经元表达的基因的文库。我一次做了一个单元格，然后进行了比较。

最终，这使我成为第一个分离出哺乳动物信息素受体的人。

因为一旦这样做，就为发现引发特定哺乳动物行为的线索打开了可能性。例如，您可以进行实验，在其中删除小鼠中的特定基因，使其不再能够检测到某些信息素，然后查看其行为如何变化。在接下来的几年中，我做了很多这样的实验。

我要说的是，直到我们的工作开始，至少对于哺乳动物来说，这种想法是关于雄性和雌性之间大脑刚性结构差异的。我们发现它比这更复杂。虽然男性和女性的大脑并不相同，但是它们比预期的要相似得多。是的，有一些早期的激素作用使男性大脑更容易表现出男性典型行为，而女性更容易表现出女性典型行为。

但这并不意味着这些大脑是如此不同，以至于一个人无法展示另一个人的行为。

当我还是哈佛大学的一名初级教师时，我们想知道如果我们从信息素中消除对大脑的提示会发生什么。当一只雄性老鼠遇到另一只雄性老鼠时，他会仍然具有攻击性吗？

为了了解这一点，我们敲除了小鼠VNO中的一个必不可少的基因，并将其转变为“信息素盲”突变体。然后，我们将他与另一只雄性老鼠放在一起。突变体没有攻击另一只男性-他与他交配！那真是令人惊讶。可能会发生什么？因为周围没有雌性，他可以和雄性交配吗？因此，接下来我们将男性和女性入侵者放入突变体的笼子里。然后，突变体试图以相等的频率与两者交配。

这表明突变体的问题不在于交配，而在于区分男性和女性。

我们正在研究的犁鼻器器官中特定的一组神经元似乎专用于区分男性和女性。但是，当我们消除它们时，鼠标不再能做到这一点，它仍在进行交配行为。

我们对雌性小鼠进行了其他实验，从中移除了犁鼻器。出乎意料的是，没有信息素的提示，我们看到雌性的行为像雄性。他们会装扮别人，并表现出完全像男性一样的求爱行为。这导致了意想不到的想法，即存在典型的男性行为回路，并且可以在成年女性大脑中起作用。

您还对鼠标育儿行为进行了类似的实验。您也对这些结果感到惊讶吗？

哦，是的。在大多数物种中，大脑中存在一些主要表现男性或女性行为的特殊机制。在大约50％或60％的哺乳动物中，母亲是主要的婴儿看护者，而雄性则对婴儿抱有好斗或轻视的态度。

如果您取下一只雌性老鼠，即使她没有生下来，当您将老鼠幼崽靠近她时，她也会筑巢并照顾它们。现在，如果您将处女的雄性置于相同的状况，他很可能会尝试杀死幼崽。

我们想知道如果我们删除一只处女雄性小鼠的VNO，并消除其检测信息素的能力会发生什么。结果是了不起的：这些男性是孕妇。他们照顾幼崽。他们没有攻击他们。

这使我们认为，无论动物是雄性还是雌性，无论是雄性还是雌性，老鼠的大脑都有触发父母行为的电路。根据这一发现，我们能够鉴定出表达神经肽甘丙肽的特定神经元群体，这对于在男性和女性中表达育儿是必不可少的。该发现是深入研究控制小鼠父母护理各个方面的电路的起点。据我所知，这是对社会行为回路的第一次机械解构。

是的，没有。鼠标检测到的信号对其他鼠标非常有特异性。人类和其他高等灵长类动物没有这个器官来感知信息素。然而，在所有脊椎动物中，控制基本行为的大脑区域在进化中被认为是保守的，特别是下丘脑控制进食，繁殖，交配和育儿的部分。因此，很可能我们在小鼠中发现的神经元种群和相关电路也以某种形式存在于人脑中，以调节育儿行为。

您知道，有10％到20％的妈妈患有产后抑郁症。这是巨大的，我从未听说过会影响这么多人的精神疾病，但很少有人谈论它。这些母亲确实很难与婴儿建立情感纽带。在父母育儿回路的平衡，推动育儿的神经群体的活动与导致忽视的神经群体的活动中，也许某些方法不能很好地发挥作用。如果我们能更好地理解这一点，也许我们可以找到可以帮助患有这种疾病的妇女的药物或诊断工具。也许这些药物可以非常具体地针对这些神经元，而没有目前使用的精神活性药物的副作用。

您在性别大脑上的工作具有巨大的社会意义。您觉得很难处理吗？

是的，这就是为什么我说的很谨慎。当我在哈佛大学开始我的实验室时，我得到了这些有趣的结果，其中一只突变小鼠与雄性和雌性交配。该动物受到人类不存在的神经元特定部分的影响。因此，它与人类行为无关。

令我震惊的是，有些记者会得出这样的结果说：杜拉克（Dulac）确定了同性恋基因”或类似的东西。当该论文在《自然》杂志上发表时，我要求他们保持温和的宣传。

近年来，我变得更加乐于讨论我的作品所带来的更广泛的影响。我当然愿意说，在所谓的“男性大脑”或“女性大脑”的背景下，灵活性比预期的要强。

社会改变了。与15年前的10年相比，我们对这些问题的了解更多。在性和性别方面，人们更多地谈论自己的斗争-部分是由于一些名人使这一问题走上了前列。关于性和性别认同等问题的讨论更加公开。因此，我认为现在我们在这种情况下的发现更容易被接受。

让我感动的一件事情是在哈佛会见了变性诊所的主任。他说，他认为我们在谈论跨性别个体时发现个体大脑中男性和女性的电路非常有趣。他谈到3岁和4岁的孩子时会告诉他“我不是男孩”或“我不是女孩”，这表明他们的身份与环境无关，但与环境无关。

目前尚不清楚是什么因素决定了人脑中的性别认同，但事实是，在老鼠中您具有男性和女性行为的物理电路，为人们可能发生的事情提供了更多的背景信息。这些问题非常复杂，不仅有男性行为或女性行为的模型。并非每个女人都戴口红。并非所有人都是运动员。那样行不通。两者之间有很多事情，这对理解人类说我们必须遵守这些非常狭窄的规则是有害的。

您是否认为在您的职业生涯中，您曾提出过男性研究者可能不会提出的研究问题？

在某种程度上。我当然做过的一个方面是在研究中同时使用了雄性和雌性动物。

直到最近，通用标准是仅使用雄性动物作为模型。据说，除其他外，由于其生殖周期，雌性太复杂而无法学习。然而，在我们的研究中，我们发现男性之间的变异性比以前想象的要大。

原因尚不清楚。优势和劣势雄性小鼠之间可能存在巨大差异。但是，认为女性而不是男性存在很大差异的想法在科学上是错误的。

我没有受到歧视。我的导师妮可·勒·杜阿林（Nicole Le Douarin）可能比我做的更多。

她已婚，有两个孩子，她想做研究。 在她所申请的几乎每个实验室中，他们都说：“为什么要进行研究？ 你丈夫是研究员。 这就足够了。”