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人類大腦神經(jīng)如何進化?寄生蟲充當了隱形設(shè)計師

  

人類大腦神經(jīng)如何進化?寄生蟲充當了隱形設(shè)計師

  自人類誕生以來,人類寄生蟲就從未停止過與我們的大腦相愛相殺,它們不僅改變了某些人類的神經(jīng)生蟲設(shè)計師進化方向和行為,甚至也影響了大腦神經(jīng)的何進化寄進化方式,充當著隱形設(shè)計師的充當角色。

  美國新墨西哥大學心理學家馬可·德爾吉迪斯(Marco Del Giudice)認為,隱形人類大腦進化可能受到控制宿主行為的人類寄生蟲影響,并提出了四種宿主對抗腦操縱寄生蟲的大腦適應性對策,以及寄生蟲本身進化出的神經(jīng)生蟲設(shè)計師應對方式。

  操縱宿主行為

  許多寄生蟲都能操縱宿主的何進化寄行為,以提高繁殖成功率和實現(xiàn)更廣泛傳播的充當目標。德爾吉迪斯博士舉了些例子,隱形比如剛地弓形蟲(Toxoplasma gondii)。人類

  這種寄生蟲會以老鼠為媒介,大腦并在其杏仁核中誘導表觀遺傳變化。神經(jīng)生蟲設(shè)計師這些變化降低了老鼠對貓的恐懼,使剛地弓形蟲更容易進入貓的體內(nèi),因為貓唯一能支持其繁衍的宿主。

  狂犬病會增加傳染性唾液的產(chǎn)生,并引起宿主對水的厭惡,然后引發(fā)宿主發(fā)動暴力攻擊,這是狂犬病最常見的傳播途徑。此外,許多性傳播病原體被認為可以操縱宿主的性行為。

  這些寄生蟲的存在對宿主危害極大,因此現(xiàn)代人類在進化過程中理所當然地產(chǎn)生了保護措施,這些措施可能塑造了復雜得令人震驚的大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)。

  德爾吉迪斯提出宿主為對抗操控性寄生蟲而進化出的四種對策:限制進入大腦、增加操縱成本、增加信令復雜性以及增加魯棒性。在每個類別中,德爾吉迪斯也提出寄生蟲對這些對策的進化反應。

  限制進入大腦

  對于高等生物來說,將寄生蟲排除在中樞神經(jīng)系統(tǒng)之外是最基本的能力。大腦保護屏障形成了第一道防線,作為物理和化學安全的保護層。

  不過,寄生蟲已經(jīng)進化出了從大腦外部操縱宿主行為的其他能力:有些寄生蟲產(chǎn)生可改變行為的物質(zhì),如多巴胺,并將其釋放到血液中;有些寄生蟲可操縱荷爾蒙的分泌,其他則通過激活特定的免疫反應來操縱宿主。

  增加操縱成本

  有些寄生蟲通過釋放某些神經(jīng)化學物質(zhì)來改變宿主的行為。作為防御對策,宿主可以通過增加誘導這種反應所需的特定神經(jīng)化學物質(zhì)數(shù)量來應對,從而增加寄生蟲的代謝成本。由于寄主的體型通常要大得多,這種增加的成本對寄主來說完全可以忽略不計,但對要產(chǎn)生足夠神經(jīng)活性物質(zhì)的寄生蟲來說,卻會造成沉重負擔。

  德爾吉迪斯補充說:“如今寄生蟲操控宿主大都同通過間接形式進行,選擇增加信號傳遞的成本在很久以前(大腦進化早期階段)已經(jīng)達到頂峰。矛盾的地方在于,如果這些對策如此有效,以至于迫使大多數(shù)寄生蟲采取間接策略,它們很快就會變得過時,最終沒有任何凈成本好處。如果真是這樣的話,它們可能在不斷提高效率的壓力下被淘汰。”

  增加信號復雜性

  中樞神經(jīng)系統(tǒng)利用神經(jīng)活性物質(zhì)作為神經(jīng)元、大腦網(wǎng)絡(luò)以及大腦和其他器官之間的內(nèi)部信號。寄生蟲可以通過產(chǎn)生壓制性的信號來劫持這些通路,從而改變宿主行為,或者正如德爾吉迪斯所指出的那樣,破壞現(xiàn)有的信號。不過,這需要破壞宿主的內(nèi)部信號代碼。

  對于寄生蟲來說,越復雜的信號編碼越難破解。這種復雜性增加包括需要不同神經(jīng)化學物質(zhì)聯(lián)合發(fā)揮作用,或在特定的時間脈沖中釋放神經(jīng)活性物質(zhì)。擴展傳輸分子及其結(jié)合受體機制也增加了復雜性,更精細的內(nèi)部信號增加了寄生蟲破解信號代碼所需的時間。

  從適應性的角度來看,這可能會迫使寄生蟲尋找其他的操縱方法。然而,不斷增加的復雜性也提高了宿主的代謝成本。此外,增加某個系統(tǒng)的復雜性“往往會產(chǎn)生新的脆弱點”,這可能會被適應性更強的寄生蟲所利用。

  提高穩(wěn)健性

  提高系統(tǒng)的穩(wěn)健性也就相當于對損害進行控制。高等生物傾向于以能夠維持正常行為功能的方式進化,即使在受到寄生蟲攻擊時也是如此。德爾吉迪斯討論了許多被動和主動提高穩(wěn)健性的宿主策略,包括系統(tǒng)的冗余和模塊化、所謂的領(lǐng)結(jié)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及對非特異性線索監(jiān)測等。

  在很大程度上,穩(wěn)健性適應可能會排除固定的生理調(diào)整,而傾向于發(fā)展“由寄生感染觸發(fā)的塑性反應”。原因是,如果大腦的生理和行為在病原體存在的情況下適應得最好,那么病原體缺失就會導致非最佳行為,甚至降低存活率。

  有助于神經(jīng)科學和藥物研究

  考慮到上述所討論的進化機制,德爾吉迪斯建議研究宿主-寄生蟲的相互作用,這可能有助于進一步促進神經(jīng)科學和精神藥理學的研究。

  在精神藥理學中,使用精神活性藥物治療精神癥狀,實際上就是試圖通過藥理學手段改變患者行為,這也是控制欲強的寄生蟲所做的。標準的藥物治療可能會在不知不覺中模仿寄生蟲的攻擊,并引發(fā)專門的防御反應,從而幫助治愈精神疾病。

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