在老鼠身上，愉悦触摸的起源是从皮肤到大脑

父母让人安心的抚摸。一个朋友温暖的拥抱。恋人诱人的拥抱。这些都是我们生活中实实在在的快乐。

现在，哥伦比亚大学祖克曼研究所(Zuckerman Institute)和两家合作机构的科学家报告了先前未知的神经生物学途径的起点，这些途径隐藏在愉悦、性和其他有益的社交活动中触摸．最值得注意的是，在他们对小鼠的研究中，他们第一次梳理出了一条完整的通路，从皮肤中的神经元开始，对轻柔的抚摸做出反应，一直延伸到大脑的愉悦中枢。这项研究今天发表在细胞。

研究人员说，研究结果还表明，基于触摸的疗法可以缓解焦虑、压力和抑郁。更重要的是，这种疗法可能会为那些患有自闭症和其他疾病的人带来希望，这些人甚至连温柔的触摸都无法忍受。

“从一开始，这个项目就写满了高风险/高回报，”哥伦比亚大学祖克曼研究所的首席研究员、论文的通讯作者伊沙梅尔·阿卜杜斯-萨泊尔博士说。“我们只是一直跟着数据走。”

科学家们早就知道皮肤具有触觉感觉细胞——外周神经系统的关键组成部分——使我们能够辨别不同的纹理和温度，以及各种令人愉快和痛苦的机械刺激。

“我们不确定这种社交接触的描述是否正确，”哥伦比亚大学生物科学助理教授阿卜杜斯-萨伯尔博士说。“我们开始测试是否有触觉神经元专门用于奖励触摸。”

加州理工学院的研究人员已经暗示了这种可能性，他们研究了一类感觉细胞，以细胞膜上的受体命名为Mrgprb4细胞。科学家们发现这些细胞对轻触有反应。

这项新研究细胞来自三个机构的近20名科学家(12名来自Abdus-Saboor实验室，包括第一作者)参与了为期四年的合作工作，对这些细胞进行了更仔细的研究。

这项研究的关键是一种被称为光遗传学的强大技术，这种技术通过改造单个细胞类型，当研究人员在它们身上照射特定颜色的光时，它们就会被激活。这项技术特别适合于找出特定细胞群的功能。

研究人员于2018年秋天在宾夕法尼亚大学开始了他们的探索，当时阿卜杜斯-萨伯尔博士是该校研究疼痛神经科学的教员。当时是研究生利亚·伊莱亚斯和实验室技术员威廉·福斯特(现在是哥伦比亚大学神经生物学和行为项目的研究生，该项目的第一作者细胞纸)做了一个惊人的观察。

“我们发现，通过激活小鼠背部未被充分研究的触觉感觉细胞群，这些动物会降低背部，采取背屈的姿势，”伊莱亚斯博士说。在啮齿类动物的世界里，这样的姿势是性接受的关键标志，通常需要求婚者的身体关注。

“这很奇怪。我们不知道该怎么做，”伊莱亚斯博士说，他现在是巴尔的摩约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University)的博士后。

这条有趣线索的核心是一组小鼠，该团队通过基因工程改造了这些小鼠的Mrgprb4触摸敏感细胞，使其在蓝光照射下发光。这些类型的触摸细胞以前并没有与任何特定的社会行为联系起来，但当伊莱亚斯博士和福斯特博士用蓝光照射小鼠来激活这些细胞时，他们几乎不敢相信他们所看到的背屈反应。

高速录像记录下了这一行为。后来，由当时的研究生梅勒妮·谢弗勒领导的研究小组，观察到这些老鼠自愿去到研究室内动物先前被照亮的同一个地方。这表明，这些动物经历了背部Mrgprb4感觉细胞的放电作为奖励。

“这是第一个记录在案的例子，表明特定的行为可能是由这些Mrgprb4神经元产生或支持的，”阿卜杜斯-萨泊尔博士说。

虽然背屈很吸引人，并指出了这些细胞在检测性接触方面的潜在作用，但研究人员需要直接证据来证明它们在自然社会接触中介导了接触。但大流行的干预减缓了研究的步伐。推进研究变得非常困难，以至于到2020年中期，该团队考虑完全放弃这个项目。

然而，在最后一刻，伊莱亚斯博士与当时宾夕法尼亚大学实验室的技术人员伊莎贝拉·苏奇(Isabella Succi，现在哥伦比亚大学生物科学专业的研究生)合作，进行了一项至关重要的实验。利用遗传技术，他们消除了Mrgprb4细胞。这使得科学家们能够观察到这些细胞在触觉回路中的缺失是否会影响小鼠对触觉刺激的性反应。

“性接受能力骤降，”伊莱亚斯博士说。“然后我们确定这些细胞对自然接触中的社交接触很重要。”

尽管这一结果很清晰，但新数据引发了一个引人注目但令人生畏的研究问题:这些外周细胞如何通过脊髓连接到下游的神经回路，然后更集中地进入大脑?

阿卜杜斯-萨伯尔博士指出，要回答这个问题，需要实验室驾驶室之外的技术，也就是外周神经系统。为此，埃利亚斯博士表达了对实验室采用纤维测光技术的渴望，这种技术可以让他们看到大脑中的奖励神经元在愉快的刺激下“亮起”。在接下来的几个月里，在苏苏奇的关键帮助下，埃利亚斯博士得以证明，激活Mrgprb4细胞确实会导致伏隔核的神经元放电，伏隔核是大脑已知的奖励中心之一。

但一个关键的问题仍然存在:这个信号是如何从皮肤传递到大脑的?

随着这个不断壮大的团队在2020年开始了这项多方面的研究，这是一项由哈佛大学主导的研究报道一个令人愉悦的触摸谜题。在他们对与触摸有关的脊髓细胞(被称为GPR83细胞)的研究中，该研究小组从两个方向追踪了神经元与神经元之间的联系:中央到脑干，外围到同一类Mrgprb4细胞，阿卜杜斯-萨伯尔博士的团队已经证明，这些细胞可以检测和传递有回报的触摸刺激。

“这让我们了解到，这些GPR83神经元可能是连接皮肤和大脑的管道，”阿卜杜斯-萨伯尔博士说。

通过与罗格斯大学维多利亚·阿布拉拉博士实验室合作的其他实验，研究小组设法比以前更深入、更详细地跟踪了皮肤到大脑的触摸回路。一个主要发现是，哈佛大学领导的研究小组研究的脑干神经元与大脑中更深的位置有关，即腹侧被盖区和伏隔核。这是观察到的一个关键联系，因为已知这两个大脑区域都与奖励和快乐的体验有关。

Abdus-Saboor博士指出，人类有一种被称为c -触觉传入细胞的感觉皮肤细胞，它与Mrgprb4有一些相似之处细胞在老鼠身上。人类也有脊髓以及阿卜杜斯-萨伯尔博士的团队和神经科学家发现的与触觉回路相对应的大脑神经元。伊莱亚斯博士说，这些相似性为潜在的生物医学应用开辟了道路。例如，开发外围靶向治疗压力、焦虑或抑郁的技术将成为可能——无论是通过触摸疗法还是直接应用于皮肤的新型药物。

“许多自闭症患者的一个主要症状是他们不喜欢被触摸，”阿卜杜斯-萨伯尔博士补充说。“这就引出了一个问题，我们已经确定的通路是否可以改变，这样人们就可以从应该是奖励而不是厌恶的触摸中受益。”

伊莱亚斯博士说:“这场大流行让我们都敏锐地意识到，缺乏社交和身体接触会带来多大的破坏性。”“我想到了养老院老人的智力衰退，他们无法与来访者进行正常的接触。我想到父母和他们的新生儿和年幼的孩子之间的身体接触对于正确的认知和社交发展是多么必要。我们还不知道这些触摸是如何传达它们的好处的，是强烈的愉悦还是促进长期的心理健康。这就是为什么这项工作如此重要。”