因此，柏林伯恩斯坦计算神经科学中心(Bernstein Center for Computational Neuroscience)的研究人员开始在大脑皮层下寻找玩耍的控制中心，上周五发表在《神经元》(Neuron)杂志上的一项新研究表明。通过给老鼠挠痒痒(许多动物都对这种活动有积极的反应)，并观察它们的游戏打斗，研究小组在脑干中发现了一个叫做导水管周围灰质(PAG)的地方，这是大脑中最原始的部分，控制呼吸和调节疼痛。这种类似隧道的结构充当双向中继，在脑干和前额叶皮层之间传递信息。关闭PAG会导致老鼠在与人类和其他老鼠相处时，发声和玩耍的次数急剧减少。
“我们认为玩耍已经存在了很长时间，因为很多动物都会这样做。这是一种相当(进化上)保守的东西，”该研究的主要作者、柏林洪堡大学的研究生娜塔莉·格洛维利说。
Gloveli补充说，过去的研究已经发现了许多其他的大脑区域可以调节和改变老鼠参与的游戏行为，比如钉住和猛扑。但她的团队的新发现表明，PAG，特别是它的侧柱，是玩耍和挠痒所必需的。
科学家们之前已经证明，即使没有大脑皮层，老鼠仍然会有好玩的行为。大脑皮层是大脑的最外层，与记忆、语言和思维等高级过程有关。为了找到与玩耍相关的特定神经元结构，Gloveli和她的同事决定把重点放在中脑上。阿尔伯塔Lethbridge大学的神经科学家Sergio Pellis对这一发现感到惊讶。
“我的期望是PAG会很有趣，但不是那么有趣，”没有参与最近研究的Pellis说。“显然，它所做的不仅仅是传递信息。”
Pellis说，PAG在各种动物中具有广泛的已知功能。例如，它在调节疼痛和战斗或逃跑行为方面发挥着重要作用。然而，Gloveli指出，很难辨别玩耍是否也是一种基本的生存反应。
她说:“这是一个非常有趣的概念，因为我们都从个人经验中知道，玩耍在很大程度上是人类的本能。”例如，研究表明，玩耍对孩子的健康至关重要。
关于大脑玩耍的研究过去要棘手得多。科学家们将在幼鼠身上植入电极和附带的电线，但当它们玩耍时，它们的蹦蹦跳跳会干扰大脑活动的记录。在这项新研究中，研究小组给老鼠注射了muscimol和利多卡因，这两种药物可以抑制PAG的目标区域。然后，研究人员将探针固定在老鼠的头上，记录老鼠在挠痒之前、挠痒期间和挠痒之后的相关神经元活动。当PAG不活跃时，老鼠基本上停止了摔跤和吱吱声。结果表明，PAG区域可能对玩耍至关重要。但是，Gloveli补充道:“我们并不是说PAG是游戏开始和结束的地方。它与大脑其他区域和投射的回路有关。”
马里兰大学医学院(University of Maryland School of Medicine)的神经科学家玛格丽特·麦卡锡(Margaret McCarthy)没有参与这项研究，她说，这项研究只使用了雄性老鼠，这是一个重要的限制。她希望后续的研究将包括雌性老鼠，众所周知，雌性老鼠有不同的玩耍率和参与活动的方式。
虽然McCarthy和Pellis说这项研究是向前迈出的重要一步，但他们补充说，科学家们不确定这项研究如何从啮齿动物身上转移到人类身上。玩耍也是一个模糊的概念，难以衡量，一些专家认为很难在其他动物中定义。
“我们不能问老鼠，‘你在笑吗?这感觉像痒痒吗?这样感觉好吗?”麦卡锡说:“我们必须从我们所知道的事情中推断出来，比如它们在高兴的时候会发出这些声音，而在不高兴的时候就不会发出这些声音。”
即使动物的情绪状态很难区分，Pellis说，跟踪它们的行为并仔细观察它们大脑中发生的事情可以导致“惊人”的发现，这可以使研究人员更接近游戏的基础。