当你突然听到尖锐的声音时,你是怎么反应的?是不是肌肉突然紧张?特别是颈部,会不由地缩起脖子?其实,这是机体一种本能的防御反应,防止身体受伤,并为进一步的防御行为如躲避、逃跑等做好准备。对包括人类在内的哺乳动物来说,对突发的响声或突然的触觉刺激会本能地产生反应,即使是新生儿也会被响声所惊吓,这种反应不需要经过后天学习,研究者称之为惊跳反射(startle reflex),俗称“吓一跳”。
这个过程发生非常快,响声刺激产生的信息能够在3~8毫秒内经延髓的耳蜗核到达脑桥,脑桥对信息进行处理并发出指令使相应的肌肉收缩,整个反射过程大概在200毫秒内就可以完成,比需要经过大脑皮层的反射要快得多。
一直以来,研究者并未解析控制惊跳反射的具体神经通路。
2021年,中国科学技术大学的一个研究团队发表论文,指出“耳蜗核—脑桥尾侧网状核—脊髓运动神经元”这条神经通路对哺乳动物的“吓一跳”反应起到重要作用。该研究显示,当声音诱发惊跳反射时,位于小鼠脑干的脑桥尾侧网状核的谷氨酸能神经元被大量激活。
以实验手段特异性激活脑桥尾侧网状核的谷氨酸能神经元可诱发小鼠产生典型的惊跳反射行为,而特异性抑制该神经元则会降低小鼠的惊跳反射,但不会影响小鼠的运动协调、步态、感知觉等其他行为。研究人员进一步对脑桥尾侧网状核的谷氨酸能神经元的上下游进行了追踪,发现该神经元接收来自耳蜗核的兴奋,并能将兴奋传递到脊髓运动神经元,从而实现对颈部及四肢肌肉的控制。
尽管惊跳反射无需学习,但人的当场情绪及过往经历会改变惊跳反射的强度。例如,处于情绪紧张状态的人,其惊跳反射的强度会加剧;患创伤后应激障碍的人的惊跳反射会比普通人强得多。对惊跳反射神经通路的解析深化了我们对本能防御行为神经机制的认识,开启了研究人类创伤后应激障碍等疾病的新方向。