為什麼搔癢讓我們發笑？科學家搔癢大鼠解開千年謎題

編譯／Gilver

什麼！幫老鼠搔癢也能寫成一篇期刊文章，還是刊載在無數科學家眼紅的《科學》（Science）期刊上？

是的你沒看錯，確實就是幫老鼠搔癢。科學家發現，大鼠在搔癢得宜的情形下，會發出大鼠版的高頻「笑聲」，同時大腦的神經元也隨之活化，指引他們找出了怕癢的神經中樞。而且，這套研究模式還提供了神經學及心理學研究一把鑰匙，通往未來研究神經迴路和反饋情緒的新途徑。

搔癢對於親暱的人來說，是個能夠快速讓他大笑的方法！Photo credit: Dorothy Moerlein@Flickr

搔癢癢，學問大

你身邊一定有幾位特別怕癢的朋友吧！無論是嬰兒、青少年或成人，甚至是貓狗一類的小動物，只要你技術夠好，大多都能夠用搔癢（tickle）取悅他們，甚至讓他們笑著求饒。搔癢雖然聽起來是個稀鬆平常的事情，卻是個充滿許多有趣科學問題的行為：

為什麼搔癢會讓我們發笑？為什麼搔癢還要看心情？為什麼有些人超怕癢，有的人再怎麼搔他們都不動如山？為什麼身體有些部位特別怕癢？為什麼我們無法搔自己癢？搔癢的發笑和我們感到開心而笑有什麼不一樣？

這些關於搔癢的問題，科學家其實已經好奇很久了，其中甚至包括一些鼎鼎大名的人物，像是兩千年前的亞里斯多德（Aristotle），以及年代離我們稍微比較近的培根（Francis Bacon）和達爾文（Charles Darwin）。雖然許多人都有類似的疑惑，但具體的科學研究方法卻遲到千年，直到 2016 年 11 月的《科學》期刊才終於跟大家見面——方法就是，建立一套大鼠的研究機制。

哈哈，哈哈哈，不要這樣嘛！討厭啦~~（設計對白）Photo credit: Heidi Terese@Flickr

嚴格來說，研究搔癢和人類為什麼怕癢並不是件吃飽沒事幹才去做的研究題目，它可是神經學和心理學的重要基礎研究——因為精神分裂症（或稱為「思覺失調」，schizophrenia）的患者，就能夠替自己搔癢癢。本篇研究作者之一、同時也是搔大鼠癢癢的行家，德國洪堡大學的神經學家石山晉平（Shimpei Ishiyama）更指出，搔癢和我們之所以能夠嬉戲、並且為此感到愉悅的原因相互關聯。

「神經學家很著迷於像是憂鬱、焦慮的研究，正面情緒的研究還真少見！」石山博士說道。

搔大鼠癢癢，牠們也會「笑」

其實大鼠一開始並不被認為是個研究搔癢機制的好動物，但現在已經有許多其他研究支持。石山博士和另一位共同作者麥克．布萊希特（Michael Brecht）的研究發現，大鼠在搔癢得宜的情形下，會發出大鼠版的「笑聲」——頻率高達 50 kHz 的短促尖叫，同時活化腦部神經元，進而指引出鼠腦中「搔癢中樞」的位置，找出怕癢原因和搔癢相關機制的切入點。

石山博士挑選比較喜歡玩樂的年輕雄鼠下手，花了一兩週讓牠們習慣被搔背和搔肚子。當這些大鼠被搔癢時，會發出人耳所聽不見的超聲波叫聲，這種叫聲被認為相當於人類被搔癢時所發出的笑聲。「這很像是你在搔癢小孩或貓狗。」過了一段時間，這些被搔癢的大鼠們不僅會反覆回到牠們被搔癢的地方討摸，還會追著石山博士的手跑，彷彿這隻大大的手掌是牠們的玩伴。

在搔癢玩樂的過程中，研究團隊發現這些大鼠腦中與行為反饋機制密切相關的關鍵物質──多巴胺（dopamine）──被觸發了。不僅如此，大鼠還會表現出經典的正向情緒反應──稱之為「雀躍」（joy jumps），這種雙腳騰空的跳躍在狗、狐狸、小羊、天竺鼠和嬰兒都有觀察過。

• 來聽聽大鼠怎麼叫、科學家又是怎麼跟大鼠玩的吧！

體感皮質區可能不只是怕癢中樞，還能觸發笑聲！

在過去以人類為對象的搔癢研究中，認為搔癢反應的調控機制包括了數個腦區，其中一個重要的腦區叫做「體感皮質區」（somatosensory cortex），它負責全身上下各體表區域（像是臉部、軀幹、四肢）的知覺。

體感皮質區示意圖。紅色為對應腦區，灰色立體圖示為其對應的身體部位，詳細說明內容請點按此參考連結網址。Source: Wikipedia commons

當然，這些大鼠也有對應軀幹、四肢、頭和尾巴的體感皮質區。一旦這些大鼠經過「搔癢受訓」，科學家就會將電極植入牠們的體感皮質區，以記錄搔癢期間這些神經細胞有何反應。令人驚訝的是，這些細胞產生動作電位的頻率（firing rate）不僅在「搔癢」這個物理性刺激的動作發生時增加，還會在大鼠追著手跑、發出笑聲的時候也觀察到產生動作電位的頻率變得密集。

更有趣的是，當研究團隊以少量的電流再次刺激這些細胞，大鼠們便發出了和被搔癢或是追著手玩時同樣的愉悅聲音。「這是相當重要且明確的證據，顯示這些細胞應該就是怕癢中樞。」石山博士說。石山博士認為這挑戰了傳統的觀念，也就是體感皮質區只處理感知訊息，像是察覺到「啊我被搔癢了」，而不觸發其他行為——現在看起來就連「癢到笑」都能夠透過刺激該腦區觸發。

搔癢，也是很看心情的！

除了找到搔癢中樞，石山博士還有一個有趣的發現：搔癢也是很看心情的。「達爾文也觀察到兒童被陌生人搔癢時，比起笑，更傾向放聲尖叫。」石山博士說。

如果有陌生人突然要來搔你癢，相信你應該是先尖叫逃跑，而不是等著被他弄得不要不要的吧。Photo credit: Franck Paul @ Flickr

為了測試大鼠是否也會如此，研究團隊利用大鼠喜好在夜間活動的特性，將牠們放置在照射強光的平台上，讓牠們產生焦慮感，看牠們在焦慮時是否比較不怕癢。結果顯示，這些焦慮的大鼠明顯地較不怕癢，而且先前那些在搔癢和電擊刺激下活躍的腦部活動都被抑制了。也就是說，搔癢也是很看對象的！

關於搔癢，還有很多我們不知道的事

德國佛萊堡大學的神經學家 Elise Wattendorf 認為，這篇研究指出體感皮質神經元和其他怕癢相關的腦區之間——從觸發笑聲的運動神經元，到辨別搔癢是來自朋友或陌生人的社交調適神經元——它們之間的固有連結，必定在早期就形成了，而這篇研究的貢獻相當傑出。

雖然這篇研究乍看之下只是研究搔癢老鼠，但它卻挑戰了過往對於體感皮質神經元的認識，甚至可能暗示著搔癢和情緒、乃至社交之間的關聯。科學家終於在搔癢研究的迷霧之中找到了指引，或許在未來，千年前的搔癢疑惑就能在大鼠的身上找到答案，也因此我們千萬不能小看基礎科學研究的重要性啊！

• 想要了解更多細節順便練習英文聽力，來看看這支官方提供的影片吧：

資料來源

• 本篇編譯自 Emily Underwood 所撰寫之科普報導 Watch these ticklish rats laugh and jump for joy ，刊載於 Science Magazine (Nov. 10, 2016)

原始研究

• Ishiyama, S., & Brecht, M. (2016). Neural correlates of ticklishness in the rat somatosensory cortex. Science, 354(6313), 757-760.