受到惊吓时，我们为什么会僵住不动？

果蝇研究显示，5-羟色胺(血清素)是僵直反应关键因素。

5-羟色胺（又称血清素）是一种能产生愉悦情绪的神经递质，几乎影响到大脑活动的每一个方面：从调节情绪、精力、记忆力到塑造人生观。

哥伦比亚大学对果蝇进行的一项研究发现，5-羟色胺能触发身体的惊吓反应——僵直反应。如果汽车大灯灯光晃到了路边田野里的鹿，鹿就会因为感受到了潜在威胁而自动化地僵在那里，一动不动。

现在的研究表明，当一只果蝇体验到了意想不到的环境变化时，例如突如其来的震动，释放的5-羟色胺确实会（而且是暂时）阻止果蝇的飞行。

本月初发表在《当代生物学》杂志上这些的研究发现了惊吓反应的生物学机制。惊吓反应是一种普遍存在但又神秘的现象，迄今为止，几乎在所有与相关研究有关的动物身上都观察到了这种现象，从果蝇到鱼类再到人类。

哥伦比亚Mortimer B. Zuckerman大脑行为研究所首席研究员Richard Mann博士说：“想象一下，你和家人坐在客厅里，突然电灯熄灭，或者地面开始摇晃。”你和你家人的第一反应是一样的：受到惊吓的你们会立刻警觉僵住、睁大眼睛探查发生了什么，随即立刻转移到安全的地方。”

Mann说：“我们通过这项研究发现：最初的僵直反应是由果蝇身体中快速释放到神经系统中的5-羟色胺导致的。由于人类身体中也有5-羟色胺，因此这些发现也可能揭示了我们受到惊吓时作出同样反应的原因。

受到惊吓就僵直不动的晕倒羊

大脑中的5羟色胺与情绪以及情绪调节的关系最为密切。之前对蝇类和脊椎动物的研究表明，5羟色胺也会影响动物的运动速度。哥伦比亚大学的研究人员一开始的研究目的是想要更全面地了解这种化学物质如何影响动物的运动速度。

研究小组首先使用FlyWalker分析了果蝇移动时的步态，FlyWalker是曼恩博士和哥伦比亚大学物理学家Szabolcs Marka博士开发的仪器，用来追踪昆虫在一种特殊玻璃上的步态。科学家监测了果蝇的活动方式，并着手控制果蝇腹神经脊髓（VNC类似于脊椎动物的脊髓）中5-羟色胺和多巴胺的水平。

他们的初步结果表明，VNC神经元中激活生成的5-羟色胺能够减缓果蝇的运动速度；而且，让这些神经元的表达保持静默，则会加快果蝇移动的速度。其他的实验也表明5-羟色胺水平可以影响昆虫在各种条件下的行走速度，这些条件包括果蝇在饥饿之时、倒着走之时天气的不同温度。通常而言，这些条件都会影响行走的速度。

该论文第一作者Clare Howard博士说：“当果蝇体验到环境发生了快速变化时，我们看到了5-羟色胺触及到最大值带来的影响。也就是说，他们完全惊呆了。”

为了进一步了解其中的机制，研究小组设计了两个场景来引起果蝇的惊吓反应。第一场景是关闭所有的灯光，让昆虫处于完全黑暗之中。第二个场景是模拟一场地震。

为了模拟地震场景，科学家们与哥伦比亚扎克曼研究所高级仪器主任Tanya Tabachnik的机械师和工程师团队合作研究设计和构建定制系统。他们制造了一个微型的的竞技场，然后将这个竞技场安装在专用的振动马达上。调整电动机的强度会产生预期的地震效应。当研究人员将果蝇暴露在停电或地震的情景中时，他们还能够操纵果蝇5-羟色胺的水平。

Mann说：“我们发现，当果蝇在这些情景中受到惊吓时，5-羟色胺的作用就像紧急刹车一样冻结了身体的所有反应；僵直反应需要5-羟色胺的释放，当动物受到惊吓时，腿部关节两侧的僵硬很可能是这一机制的结果。

Mann还是哥伦比亚迷走神经医学院生物化学和分子生物物理学教授。Mann补充说：“这种共同的收缩可能会导致短时行走停顿，随后才开始移动身体。”

霍华德博士补充道：“我们认为这种暂停特别重要，它可以让果蝇的神经系统收集与这些突然变化相关的信息，并决定自己应该作出何种反应。”

有趣的是，尽管立刻的暂停是果蝇在这两种情况下的共同反应，但它们随后的行走速度差异很大。

霍华德博士说：“在停电情景中受到惊吓后，果蝇随后的步态缓慢而谨慎。但在感觉到地震停顿之后，果蝇的走得就会更快。”

视频：果蝇的僵直反应

虽然这些发现是针对果蝇的，但是普遍存在的5-羟色胺与惊吓反应之间的关系，为更复杂的动物，（包括人类）受到惊吓时发生的化学和分子过程提供了线索。

接下来，研究人员希望进一步研究5-羟色胺在运动过程中的作用，以及其他可能起作用的因素。

Mann博士说：“我们的研究结果表明，果蝇神经系统中的5-羟色胺可能会和许多不同类型的神经细胞相互作用，这些细胞包括引导运动和处理感官信息的神经细胞。”

我们希望今后的研究能够勾勒出分子运动的详细蓝图，并将其广泛应用于其他动物，甚至人类。”

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