近期，在⼀篇发表于《科学》的研究中，北京脑科学与类脑中⼼的研究⼈员详细揭示了哺乳动物，例如⼤⿏出现性饱⾜状态的关键原因，并进⼀步揭示了其如何⻓期影响它们的⼤脑和后续⾏为。
在探究⽣命的本质时，巧妙的实验设计往往能带来⽴竿⻅影的效果。
在对于绝⼤多数⽣物⽣存和繁衍极其关键的性活动中，科学家曾进⾏过这样⼀个实验：他们将⼀只雄性⼤⿏和4~5只发情期的雌性⼤⿏放在⼀个笼⼦⾥，发现雄⿏会开始逐⼀与所有雌⿏重复交配，直到精疲⼒尽。随后，⽆论这些雌⿏如何引诱雄⿏，它好像都不会再有任何性反应，进⼊了性不应期。
⽆论是⼤⿏、公鸡还是其他采取⼀夫多妻制的动物，当雄性成功和雌性动物交配后——完成多次射精后（对于⼤⿏来说是⾄少6次射精）——通常会进⼊性饱⾜状态（sexual satiety），并在这⼀时期失去交配兴趣。不过，在这个状态下，雄⿏其实没有⽣理上的疲惫，因为它们还能正常地进⾏其他活动。
⼀些研究曾进⾏了测量，评估了进⼊性饱⾜状态的雄⿏何时可以完全恢复。他们发现在1~2天内，70%的雄⿏不会再交配，即使有新的雌性出现；3天后，绝⼤部分⼜可以重新交配了，但是，只有30%会射精3次——没有回到最佳状态（⾄少6次射精）。⽽想要完全恢复，需要坚持⽆性⽣活⻓达15天。类似的现象也存在于多种动物，包括恒河猴和⼈等灵⻓类动物中。
性饱⾜状态看似在抑制雄⿏的繁殖能⼒，但对其成功传递⾃⼰的基因⼗分重要。它既能避免过度、冒险的性⾏为（⽐如精尽⿏亡或者只和少数的雌性交配），让它们能保持精⼒寻找新的伴侣，且能提⾼精⼦的受精率（精⼦的活⼒也会受到⼩⿏⾃身状态的影响）。对于不同的动物来说，进⼊性饱⾜状态的时间和射精⾏为、次数等都有密切关系，⽽且会对它们脑部的⼀些区域产⽣明显的影响。不过，其中更多详细的细节，⽬前还并不清楚。
⽽近期，在⼀篇发表于《科学》（Science）的研究中，由北京脑科学与类脑研究中⼼李莹教授领导的研究团队就揭示了这些性经验带来的改变会如何体现在神经通路上，进⽽引发⻓期的⾏为决策改变。
研究⼈员还观察到，射精⾏为会激活它们的数个脑区，促使c-Fos蛋⽩的表达，包括终纹的后床核（BNSTp），杏仁核后背内侧（MeApd）和下丘脑核内侧束（mSPF）等。在另⼀种情况下，当研究⼈员狠⼼将进⾏3~5次插⼊、但还未射精的雄⿏和雌⿏分开时，他们发现射精后的雄⿏与这种状态下的它相⽐，激活最明显的是BNSTp。也就是说，射精主要改变BNSTp的神经活动。
⼀直兴奋便⽆法再交配。
因此，李莹教授等⼈还想深⼊探究⼀下BNSTp脑区中被激活的神经元，以及确认它们是否会编码性相关⾏为和状态变化。他们利⽤单核RNA测序技术（snRNA-seq）发现BNSTp中主要含有2种神经元簇，分别表达基因Esr2和St18。在前⼀种神经元（BNST Esr2）中，有50%会在射精后激活——这个现象在雄⿏和雌⿏中都存在。
后⼀种神经元（BNST St18）主要在交配前期激活——在雄⿏进⾏社交嗅探和刺激射精的插⼊⾏为时激活，射精时反⽽不会激活。
在射精结束、雄⿏和雌⿏分开后，它们的BNST Esr2神经元中有⼀部分的激活程度会快速降低，但还有⼀部分会进⼊过度兴奋的状态，⾄少能持续30分钟。这⼀意味着，在⼀次成功的交配后，⼀部分BNST Esr2神经元可能会对⼤⿏⼤脑的这种内部活动进⾏编码。
李莹教授在接受《环球科学》的采访时表示，“我们基于⼤⿏的脑⽚电⽣理数据，发现BNST Esr2的神经元在性饱⾜时期内有持续兴奋的特征，主要是⼀部分这类神经元在群体⽔平上兴奋产⽣的结果。”
相⽐于没有射精时，当雄⿏进⼊性饱和状态后，这部分神经元会表现出更⼤幅度和更⾼频的⾃发Ca2+活动，并且这种现象在性饱⾜状态持续的数天⾥⼀直存在。李莹教授表示：“这个现象也是这类神经元的⼀种群体性⽣理活动。
”她们找到了⼀个规律：当雄⿏射精后，⾃发的Ca2+活动会升⾼，持续数天，随着雄⿏恢复交配能⼒，这种Ca2+活动也会降低到基线⽔平。在再次成功交配后，Ca2+活动会重新升⾼，⽽雄⿏会再次进⼊性饱⾜状态。
这个现象不⽌存在于雄⿏的⼤脑中，雌⿏在成功交配后，BNST Esr2神经元的⾃发Ca2+活动也会明显增强，且会⼀直持续，与是否成功怀孕⽆关。这种增加通常持续整个假孕期（出现类似怀孕的症状）、怀孕期和哺乳期，在交配⾏为恢复后，也会降低到基线⽔平。
此外，相⽐于⽆性经验和从“性饱和状态”中恢复的⼤⿏，他们发现⽆论是雄性和雌性⼤⿏，处于性饱⾜状态（交配36⼩时~48⼩时后）时，⼤脑中⼀部分BNST Esr2的神经元会表现出更⾼的兴奋性。在这个过程中，这些神经元的膜电位会发⽣改变，产⽣动作电位的阈值会更低，⾃发放电频率也会更⾼。⽽这种过程离不开另⼀种关键的蛋⽩质——环核苷酸⻔控（HCN）阳离⼦通道，这种蛋⽩质由Hcn1基因表达产⽣。
这种通道蛋⽩会在BNST Esr2神经元中⼤量表达。李莹教授说：“我们利⽤了原位杂交的⽅法，研究了不同状态（交配前、性饱⾜和恢复后）下，⼤⿏BNST Esr2的神经元上Hcn1 mRNA表达的变化，发现这种mRNA的表达在性饱⾜状态时升⾼。但当⼤⿏在休息10-16天后恢复到交配前的状态时，Hcn1 mRNA也会回到最初始的表达⽔平。
”Hcn1 mRNA的⽔平升⾼能间接显示，该通道蛋⽩在细胞内的⽔平升⾼。在⼤⿏性饱⾜状态期间，这种通道蛋⽩可以维持神经元的兴奋。
左图：蓝⾊为雄⿏⾏为，橙⾊为雌⿏⾏为。BNST Esr2神经元在雄⿏射精以及之后的性饱⾜状态中均处于激活状态，并在雌⿏和雄⿏成功交配后，降低它们内在的交配动机⽅⾯具有特殊作⽤。此外，李莹教授还表示：“动作电位或者⾃发放电的产⽣和消退，通常也伴随着胞内钙离⼦溶度的变化。
但在分⼦⽔平上，关于钙离⼦和Hcn1具体如何发挥作⽤，还有待进⼀步的研究。”另外，她们推测关于最终BNST Esr2神经元的电位如何恢复正常的，可能与该神经元上Hcn1的表达减少有关。但这个过程主要存在于雄⿏中，对雌⿏没有明显影响。⽽雌⿏如何维持“性饱⾜状态”，可能还涉及到其他复杂的机制。
性⾏为可以操纵。
不过，既然性⾏为带来的影响会受到特定神经元的影响，那么改变这些神经元以及关键蛋⽩质的活动，应该⾜以改变⼤⿏的性⾏为。她们也进⾏了⼀些尝试，例如通过⼀些病毒或者药物（氯氮平-N-氧化物）来抑制性饱⾜状态下雄⿏BNST Esr2神经元的活动，发现不需要数天，在30分钟以内，6/7的雄⿏会脱离性饱⾜状态，恢复交配⾏为，并且能成功射精。对于雌⿏来说，它们的性接受能⼒也会恢复，也就是说可以继续进⾏交配。
如果改变得更彻底⼀点，例如在交配前选择性杀死雄⿏的BNST Esr2神经元，它们会持续交配数天，但会⼀直⽆法达到性饱⾜状态。另外，使⽤基因编辑技术选择性敲除BNST Esr2神经元中的Hcn1基因，雄⿏也会表现出明显的性饱⾜状态缺失。与之相反，如果在最初的嗅探阶段就激活BNST Esr2，雄⿏可能会直接进⼊“性饱⾜状态”，放弃接下来的整个交配过程。
研究⼈员也以此证实，BNST Esr2神经元在雄性性饱⾜状态下激活，是抑制了它们的交配动机，⽽没有专⻔抑制交配动作。
这项研究⾸次详细解析了短暂性经验能在⼤脑中持久表征的神经机制，以及这种表征如何⻓期影响动物⾏为。李莹教授说：“性⾏为是对个体的⽣存和种群的繁衍⼗分重要的本能⾏为，它在演化上具有保守性，并且受固有的神经环路调控。
我们的研究在揭示性经验如何引起⼤脑内部状态改变这⼀重要科学问题上，具有重要的突破。这项研究也为我们理解性经验如何引起⼤脑持久改变提供了⼀个全新的⻆度。”类似的神经调控的机制可能也存在其他的认知和社交过程中，⽐如打⽃的成败经验会⻓期影响个体的状态等等。如果不懂得克制，⼤脑会教会你克制...