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【编者按】大脑是如何使男性和女性具有不同偏好、天赋和判断的？一直以来，我们对这方面的了解非常之少而又总是充满好奇。近期，在雄性线虫的大脑中，研究人员发现了一对与交配有关的神经元，这些变化使雄性的大脑与雌性不同，这也许能够进一步解释人类两性在认知和学习方面的差异。本文由新智元@王婉婷 编译。
这幅图片是对于成年雄性（蓝色）和双性（粉色）C. elegans线虫大脑神经网络联结的艺术演绎。雄性特有的来自胶质细胞的中间神经元（红色）在性成熟的过程中重构了神经回路、使两性在学习上的可塑性不同。
在雄性线虫的大脑中，研究人员发现了一对与交配有关的神经元，这种神经元使它们即使是在缺乏食物的情况下依然不忘要追求交配。这种雄性特有的神经元与学习方面的性别差异也有关系，这意味着认知能力上的性别差异可能是与生俱来地存在于基因中的。
这一发现十分重要。因为至今为止，我们对于大脑如何使男性和女性具有不同偏好、天赋和判断，了解得非常之少。
MCMs：雄性的神秘细胞
这个发表于《自然》杂志的研究，在英国惠康基金会（theWellcome Trust）、美国国立卫生研究院（NIH）、玛丽居里基金以及哈罗德与莱利娅马瑟斯基金的资助下，由英国伦敦大学学院（UCL）和美国阿尔伯特爱因斯坦医学院（AlbertEinstein College of Medicine）的研究人员共同完成。这个研究展示出了雄性和雌性线虫的差异性行为与大脑中一些涉及高级加工的区域的差异性发育和构造有着直接联系。
来自伦敦大学学院细胞与发育生物学的资深研究员Arantza·Barrios博士说：“许多动物、包括人类，大脑中涉及学习的区域都表现出性别差异，但这些差异是如何直接影响行为的，仍然是个谜。”
“我们已经展现出了线虫两性间基因和发育上的差异是如何导致雄性线虫在性成熟过程中大脑的结构性变化。这些变化使雄性的大脑与雌性不同，令雄性能够记得过往的交配经历、并在未来也优先‘考虑’交配行动。”
线虫是一种在研究中极为常用的动物，研究人员非常惊讶于能够发现先前未能断定功能的细胞与行为改变有关。他们发现，诞生了雄性线虫大脑中这种神经元的细胞，与人类大脑中诞生出神经元的细胞有着共有的特质。他们都是神经胶质细胞 —— 为神经元提供物理性支撑、提供养分并且维持液体环境恒定的细胞。
另一位来自伦敦大学学院细胞与发育生物学系的资深研究员Richard·Poole博士说：“这是第一个在非脊椎动物中详尽描述胶质细胞分化神经元的例子。当我们发现我们寻找的这种胶质细胞是高度分化的细胞时，我们非常兴奋，因为这在高等有机体中是很难发生的。”
“我们现在可以通过探索这个系统，来理解高度分化的胶质细胞是如何重新进入细胞分裂周期并且分化出神经元的。这可能未来在临床方面有重要意义。”
这对最新识别的神经元 —— 被称作“雄性的神秘细胞”（mysterycells of the male，简称MCMs），通过改变两性共有的一个神经回路造成两性的差异性行为。这种神经元是否会诞生取决于线虫的基因性别，与荷尔蒙表现出的性别或生理上表现出的性别无关。MCM神经元只会从具有雄性性染色体的胶质细胞中诞生。
Barrios博士补充道，“我们的发现表明学习和感知上的差异不仅由动物的性别决定，也受到个体的神经祖细胞的性别的影响。这意味着对于一个动物来说，在某些情况下，行为的不同方面可能是互相独立地发展的，而不是受到荷尔蒙的统一调控。当然，并不是所有的行为差异都在基因层面上与生俱来，环境有时候也会扮演重要角色。”
MCM神经元对于性别差异性学习的影响
研究所使用的线虫品种，Caenorhabditis elegans，有两种性别：雄性和双性。双性的雌雄同体线虫在本质上是雌性的变种，本身有精子，无需为了繁衍而进行性行为。研究发现，荧光标记法可以识别出MCM细胞，也可以通过使用激光微束移除这种细胞来观测到这种细胞的功能。
研究中使用经典条件反射的方法检测这种细胞对于线虫行为的影响。线虫学习将厌恶或愉快的经历（例如挨饿或是交配）与刺激物（盐）联系在一起并改变对这个刺激物的行为反应。之前在盐存在的情况下挨饿的线虫，进入具有多种盐浓度的新环境后会远离高浓度盐的区域。这说明线虫学会了将盐视为缺乏食物的信号。
雄性和双性线虫都表现出了这种学习。相反，当雄性在同时有盐和交配对象的情况下挨饿，建立起盐与挨饿、盐与交配的关系之后，进入具有多种盐浓度的新环境中，雄性不再回避高浓度盐的区域，而是主动寻找前往。这说明这种盐与性的联系比盐与食物匮乏的联系更强、也更得到偏好。这种变化在双性线虫中并没有被观测到。重要的是，这种变化也不存在于MCM神经元被移除的雄性线虫中 —— 这表明这些神经元对于性别决定的差异性学习是必须的。
来自阿尔伯特爱因斯坦医学院的研究团队使用电子显微镜观察连续切片来重现并分析雄性线虫大脑中MCM和其他神经元的网络联结。他们发现，与MCM连接的神经元在两性中都存在，但只有在雄性大脑中，MCM的存在会重构神经回路、改变信息处理的方式。
另一位研究者，来自阿尔伯特爱因斯坦医学院基因与神经科学系的Scott·Emmons教授，评价道：“目前只有在这种线虫（C.elegans）中，可能用我们使用的这个方法识别一个神经回路中的每一个神经突触。虽然研究是在小虫子身上进行的，但它给了我们一个视角，帮助我们认识、甚至理解人类的性别、性取向以及性别认同。”
科学家们希望能发现胶质细胞是如何分化神经元的，因为这是一条通向大脑损伤区域修复的、充满潜力的道路。他们也想要弄清大脑神经回路中什么样的特殊性质调控着信息的获取和记忆，来了解学习是怎样发生的。
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