2017年,一个孤独的人从美国拉斯维加斯曼德勒海湾酒店(Mandalay Bay Hotel)三十二楼的伏击位置中,用强大的武器向人群中的一千枚子弹发射了去音乐会的路。造成58人死亡,另有869人受伤。凶手在犯罪现场自杀后,这名男子的大脑被送往斯坦福大学,以寻找这一悲剧的生物学解释……

科学家希望在这种检查中找到什么?目前尚无针对杀手行为易感性的基因测试,但这种类型的研究将揭示大脑如何控制暴力。此外,通过使用相同的实验方法,可以识别出负责其他复杂人类活动(例如步行,说话或阅读)的大脑回路,神经科学家现在希望着重强调构成其基础的神经通路。攻击行为。

这项研究的目的是什么?它们有助于揭示极端暴力行为中的潜在机制,而且还可以解释方向盘上的侵略性(更频繁),甚至是母亲针对任何针对威胁的“先天”反应。她的孩子。

在野外,身体暴力,有时甚至是致命性暴力是生存斗争的核心,所有动物都已经获得了攻击行为的神经网络。瑞士生理学家沃尔特·赫斯(Walter Hess)在1920年代后期对猫进行的开创性实验中,发现了下丘脑深部(大脑的中央结构)的区域,该区域在兴奋时会引发暴力侵略。事实证明,这是激活其他强大的本能驱动力和行为(例如进食,饮水或交配)的区域。当赫斯使用植入温顺猫脑中的电极刺激这组神经元时,猫科动物突然大发雷霆,攻击并杀死了他的一个同类动物。笼子…

在心中大脑的r,攻击区域 下丘脑

人脑具有相同的神经结构,被称为``下丘脑侵犯区域''。这项发现引起了人们普遍认为的“爬虫类大脑”的想法,即人类的原始冲动来自古老的神经核,在适当的情况下会导致最佳行为。

自从Hess被发现以来,科学家们面临的主要问题一直是关于电路喂食下丘脑的攻击区域并触发或压制攻击。相对较新的技术-光遗传学(一种使用光激活或抑制神经元的方法)和将光纤照相机插入实验动物的大脑中以观察在激活过程中激活的神经元暴力袭击-回答其中一些问题。实际上,现在可以确定攻击所涉及的网络。

由于明显的伦理原因,在暴力行为的神经回路上所做的许多工作都集中在动物身上。你必须要小心在将动物研究中使用的术语转换为人类行为和情感时,人类暴力与其他脊椎动物的暴力之间存在明显的相似之处。

愤怒的猫

在1920年代后期,瑞士人Walter Hess在对猫的实验中发现,用电极刺激大脑下丘脑的某个区域会触发非常激进的行为。

©Shutterstock.com/Konstantin Tronin

一方面,人身攻击是受到严格管制的行为,仅在对特定类型的感知威胁做出响应时才会表现出来。另一方面,人类和其他动物本能地从事暴力甚至致命的行为,以获取食物,保护其幼年或保卫自己。但是对于每种类型的侵略,不同的神经联系都开始起作用。

在社会秩序中的作用

而且,许多动物物种都非常社会化,而侵略在建立和维持社会秩序中起着核心作用-人们可以通过撞撞额头来确定它们中的哪个而挣扎。将与雌性交配。对于人类而言,死刑,监禁和被迫收回资源(罚款和撤销)n种特权)都是旨在维护社会秩序的侵略性编纂形式。领土保卫,团体成员的保护和竞争还有其他相似之处,使科学家可以推断涉及实验动物的研究并在人类中发现与各种类型有关的神经回路。侵略。

从心理上讲,在我们任何人中,看似无止尽的挑衅和动机都可能引发侵略。但是,从神经科学的角度来看,只有少数特定的大脑网络对此行为负责。识别它们并了解它们的功能仍是一项未完成的任务,但是一项必不可少的任务:管理暴力侵略的功能是为数百万年的生存斗争而刻在我们的大脑中的,往往是针对疾病,毒品而改变的。或精神疾病,带来悲剧性后果。

就像准备爆炸的蘑菇一样

诉诸身体暴力的决定是非常冒险的,并且在一个人采取行动之前,活跃于大脑大部分区域的一系列复杂的神经回路就开始活跃起来。 

对于 了解攻击的神经解剖学,可以想象人类大脑的结构类似于真菌的结构。覆盖真菌帽的薄皮肤相当于大脑皮层。厚度仅为3毫米,后者可确保出色的认知功能。它也参与感觉运动的整合(感知和行动的结合),甚至意识本身,并且在动物决定是否采取积极行动中起着关键作用。

杏仁核是杏仁形结构,位于大脑皮层下方,可以快速评估可能的威胁的感觉输入,被认为位于真菌脚的顶部,支撑帽的薄片在此离开。杏仁核具有非常分支的入口和出口连接,其从大脑皮层延伸至下丘脑。它充当到达大脑的感官信息以及来自大脑皮层的信号的中心中继点,这些信息传达决策和其他高级信息处理的结果。

下丘脑也位于脚的顶部,是大脑的中央区域,可以下意识地控制身体的自动功能,例如心率,体温,呼吸,睡眠周期,注意力和释放垂体激素。这是情绪驱动触发攻击的地方。人脑干类似于真菌的脚,是信息从脑部传输到脊髓或从脑部传输到脊髓的地方。

为了准确地表示这个类比,重要的是要记住人脑具有分开的结构,左右半球分开。例如,在大脑的左侧和右侧都发现了扁桃体。

一位积极进取的母亲保护着她的年轻人

控制攻击性行为的多个区域使大脑可以根据情况对威胁做出快速或更平静的反应。但是,两者之间的反应越平静,前额叶皮质就越重要。

在2013年发表的一项研究中,巴西圣保罗大学的西蒙娜·莫塔(Simone Motta),牛顿·坎特拉斯(Newton Canteras)和他们的同事们确定了母亲受到威胁时其暴力反应的生物学细节。这些研究人员在男性入侵者进入与新生儿同住的笼子中导致脾脏发作后,在显微镜下检查了母亲脾脏的下丘脑。通过染色脑组织 验尸,Motta和他的同事在下丘脑侵袭区域的一个子区域中发现了一种名为“ Fos”的蛋白质。在显微镜下,该区域似乎用黑色墨水标记。这种黑色变色显示出Fos的突然出现,是该蛋白质在该区域神经元发出的神经冲动的作用下快速合成的结果。

直到20岁左右,人类的前额叶皮层仍未完全发育,因此年轻人的刑事责任与成年人的刑事责任不同。

其他研究人员通过进行两步实验证实了这种攻击行为与这种行为的联系:首先,他们对小鼠进行了基因改造,以便它们的神经元在活跃时发出闪光。然后,他们将光纤摄像机插入攻击的下丘脑区域以观察活跃的神经元。当侵入者进入下丘脑侵袭区域之前,将被称为``腹侧前核''的患病区域移除时,Motta和她的同事发现母亲脾脏的反应可能性要小得多。通过攻击。但这并没有改变动物对捕食者(例如猫)或其他威胁的反应。

为了使男性入侵激活腹侧前乳核,下丘脑必须接收,处理和传递有关侵略者的感觉信息。所有主要的感觉都是通过单独的神经途径将信息传递给大脑的:例如,视觉数据通过视神经,嗅觉通过嗅觉神经。传入的感觉信息到达大脑皮层,在大脑皮层进行分析以提取刺激的详细特征,并将与每种感觉相对应的信号发送到另一个更专门的皮层区域。例如,头部后部的视觉皮层将提取物体相对于视野其余部分的形状,颜色和运动,然后将该信息传输到其他可引起感知的皮质区域。我们的意识-例如,允许识别一张熟悉的面孔。

杏仁核检测到威胁

但是,这种复杂的信息处理形式需要一定的时间,这种信息处理顺序地接合几个不同的皮质区域,就像在装配线上建造汽车一样。面对突然的威胁,例如拳头紧握在下巴上,处理视觉信息并有意识地感知它所需的时间太长了,无法躲避打击。

而且,随着时间的流逝,出现了皮层下的快速通道,其中涉及杏仁核以将传入的感觉信息快速传输到脑威胁检测电路。感觉信息流先到达杏仁核,然后再到达大脑皮层和我们的意识,这就是我们如何躲避突然消失在视野中的迷路篮球,然后问自己:那是什么 ?就像安全系统中的运动检测器一样,杏仁核注意到不应该存在的物体,并迅速触发应对威胁的反应。

人类严重依赖视觉,但对于许多动物来说,气味甚至更为重要。在Motta的实验中,最有可能是气味激活了脾脏母亲中的男性入侵者检测机制,并且有可能将该信息迅速传达给了攻击性的下丘脑区域。在显微镜下检查杏仁核时,科学家们注意到两个小而清晰彩色的区域,表明入侵者对Fos蛋白的合成。杏仁核的这两个位置-内侧核内-接收来自嗅觉区域的信号。但是,下丘脑的母系前核(以母体的侵略性反应为中心)含有已知仅对异性产生的气味有反应的神经元。

由于Fos蛋白,杏仁核的另一部分,后核也显示出许多染色迹象。但是,它的神经元具有在压力下产生的激素醛固酮受体。对侵略性雄性大鼠的研究表明,当这些受体被阻断时,这些动物会变得服从。这种观察部分地解释了给定情况的各个方面,无论是压力还是其他因素,如何能够降低侵略发作的门槛。

暴力吉他手的经验

所有这些研究的目的是确定打开或关闭大脑的特定区域是否会导致特定行为。然而,动物研究无法揭示所观察到的行为所涉及的感觉或情感。例如,用电极刺激大鼠的大脑可能会产生疼痛,进而导致剧烈反应,但是没有迹象表明这种反应是否是与攻击相关的大脑中枢激活的直接结果……

但是,已经对人体进行了一些实验,毫无疑问,杏仁核会引发剧烈的情绪。在1960年代进行的一项实验中,西班牙神经生理学家若泽·德尔加多(JoséDelgado)和平地弹吉他时,用电极刺激了女性的右杏仁核。这个人停止了弹奏和唱歌,大发雷霆地把乐器扔了出去,然后开始猛撞在他站着的墙壁上。

引发这种暴力行为的情绪胜过诸如恐惧或羞辱之类的相反冲动:害怕做出苛刻的反应,或者害怕在逃离危险时丢脸。在大鼠和人类中,引发暴力行为的盲怒的神经部位都是远远超出杏仁核的大型神经网络的一部分。因此,研究人员发现在皮层下的隔片(边缘系统的一部分)中,脾脏与入侵者搏斗时会激活该区域,以保护其年轻。

隔膜,愤怒和性高潮的部位...

隔膜与强烈的情绪反应(如爆发性愤怒)相关,并且在性行为和其他奖励活动中也很活跃。在1950年代,美国人詹姆斯·奥尔兹(James Olds)和彼得·米尔纳(Peter Milner)发现,将已植入电极的大鼠压在隔垫上,直到筋疲力尽,每小时最多可重复5000次,然后触发条的电刺激。这个大脑区域的神经元。

对人类受试者进行了等效的这些实验。当德尔加多(Delgado)刺激患者的中隔区域时,突然之间被强烈的性情绪所克服,有时甚至导致性高潮。如此之多,以至于其中一位患者甚至向治疗师求婚...

在1972年发表的研究中,现在被认为是不道德的,美国杜兰大学的精神病医生罗伯特·希思(Robert Heath)试图“治愈”一个同性恋年轻人。在后者的隔膜中植入电极可以使医生或患者本人产生神经刺激,从而在观看异性色情影片或与妓女发生性关系时提供性快感。希思(Heath)报告说,该对象激怒了自己的欣快感(但是,他的性取向保持不变)...

在母亲的脾脏受到攻击时会激活的隔膜区域(``终末纹床核'')中,神经元含有去甲肾上腺素的受体,去甲肾上腺素是参与应激反应的神经递质。该区域与下丘脑相连,控制下丘脑的自主神经反应和催产素或多巴胺(另一种神经递质)等激素的释放,调节压力,情绪和焦虑。它还从大脑皮层接收信号。

遏制侵略之路

因为如果攻击电路激活,它们也会约束自己。前额叶皮层可以抑制或刺激边缘系统,抑制这种冲动或触发暴力行为,这是基于在高级认知处理领域中积累的思想而得出的。前额叶皮层的这种下降控制与其上升的对应物相反,是对突然的外部刺激的快速反射状反应,例如当我们不加思索地自动躲避即将袭击我们的气球时。在动物和从前额皮层到边缘系统的连接较弱的人中,冲动控制更为困难。

大脑的奖励中心,包括纹状体和伏隔核,多巴胺在其中起作用,是攻击电路的另一部分。的确,例如,许多引起滥用和依赖状态的药物(甲基苯丙胺和可卡因)会增加多巴胺(奖励调节剂)的水平,并激活这些回路。同样,当雄性老鼠成功打败入侵者进入其笼子的入侵者时,动物随后多次操纵杠杆以打开进入入侵者的通道并再次与之搏斗,这表明它已经采取了行动。一些乐趣。另一方面,如果施用了一种阻断多巴胺作用的分子,雄性大鼠将停止激起进一步的战斗,这表明他的攻击性与他所获得的回报有关。

攻击性神经解剖

侵略的神经解剖

©玛丽·马蒂(Marie Marty)

侵略的有益方面,包括优越感和统治感,是这种行为的许多形式的基础,例如欺凌或精神病和残酷的刑事暴力。在满足我们食物需求的现代社会中,人们对满足自己获取食物(例如通过发现和杀死猎物)的满足不存在,但是这种可能的不足可以通过以下方式得到补偿:通过狩猎和钓鱼等休闲活动。

性别,预测因素

攻击行为的最重要预测因子是性别。在美国,根据联邦监狱局2018年的统计数据,有93%的囚犯是男性。在动物界,侵略与雄性之间有很强的相关性。性与暴力之间的关系具有坚实的生物学基础。激素对控制攻击行为的神经回路的影响是主要的贡献者,但是对雄性动物尤其是社交哺乳动物的选择性压力(大多数灵长类动物是其中的一部分)已经培养出属性,从而增加了发生性行为的可能性。为寻求伴侣,较高的社会地位,食物以及捍卫自己的领土和团体而采取的侵略行为。

加州理工学院的戴维·安德森(David Anderson)及其同事在过去的十年中一直在研究性与暴力之间强大联系背后的神经回路。他们的研究揭示了该机理的一部分,该机理解释了为什么相同的大脑回路可能参与相反的极端情况,例如爱与恨。

在动物界中,侵略与雄性有很强的相关性

在生理层面上,一些共同的特征将侵略和交配联系在一起。两种行为都会引起强烈的兴奋,如果成功,也会引起强烈的满足感。在自然界中,侵略性和交配通常是相关的,并且两者都由相似的环境条件和体内状态决定。例如,雄性动物在交配季节更具攻击性。

早就知道交配也受下丘脑侵袭区域的控制,而放置在那里的电极刺激会引起交配或侵略。研究人员使用Fos蛋白染色来鉴定高度活跃的神经元,并在小鼠中发现下丘脑细胞在激烈的相遇或交配后立即被激活。

在2010年左右,曾在戴维·安德森(David Anderson)实验室工作,然后被任命为纽约大学教授的林玉玉(Dayu Lin)在小鼠的下丘脑植入了微电极,发现神经元在激活过程中被激活战斗或交配;一些神经元在一种行为中被激活,而在另一种行为中未激活,而其他神经元在两种行为中都被激活。通过将载有激光的光纤穿过,该光纤激活了为此目的而基因改造的神经元,Lin和他的同事欺骗了老鼠随意攻击或交配。通过使用激光改变神经元激活的频率,他们甚至设法从一种行为转换为另一种行为。

屠杀涉及脑部异常?

我们能用这样的实验室数据解释大屠杀吗?这是一个非常雄心勃勃的目标。但是,五十多年前发生的悲剧可能引发了一个调查过程,有一天有可能阻止这种情况再次发生。

的确,1er 1966年8月,精神病重的前美国海军查尔斯·惠特曼(Charles Whitman)在父母各自的家中刺死他的妻子,然后手里拿着一个完整的公文包前往德克萨斯大学奥斯汀分校的一座大楼。 3刀,700子弹和7支枪。然后,他被警察枪杀之前杀死了14人,并造成30多人受伤。在他的身后,他留下一张纸条,声称死后要对其大脑进行研究,以确定他是否患有精神疾病。

然后对杀手的大脑进行法医分析,发现杏仁核附近有一个小肿瘤,即成胶质细胞瘤。专家们在报告中指出:“可以想象,高度恶性的脑肿瘤可能导致他无法控制自己的情绪和行为。但是他们无法确定癌症是否与惠特曼谋杀案或他明显的精神障碍有关。毕竟,许多人患有脑部病变或肿瘤,但这并不意味着它们会致命。此外,麦克阿瑟(MacArthur)2001年发表的《暴力风险评估研究》的美国统计数据表明,精神障碍患者比其他人遭受暴力的可能性更大。

到目前为止,尚未在拉斯维加斯的大规模杀手史蒂芬·帕多克(Stephen Paddock)的大脑中报告过异常,并且有可能永远不会发现它们。即使发现了病理,也将不可能证明可能的大脑异常与男子犯罪之间的因果关系。实际上,很可能在这个凶手的大脑中没有发现功能障碍。

吸毒和暴力之间有密切的联系

此外,除男性外,暴力行为的主要危险因素是青年,吸毒和低社会经济地位。加拿大女王大学希瑟·斯图尔特(Heather Stuart)于2003年进行的一项研究表明,没有精神障碍的人所犯的暴力行为中,有三分之一与精神病患者中十分之一的暴力犯罪有关。我们对酒精或可卡因对侵略涉及的大脑回路的改变的了解,几乎使人对毒品成瘾和暴力之间的联系毫无疑问。

检查惠特曼大脑的专家小组给出了他无法将脑肿瘤与犯罪联系起来的更广泛原因:很简单,在1966年人们对大脑的了解还不够。应用有关脑的有机功能的当前知识不能使我们解释惠特曼对1的作用er ”报告指出。 “这个案例充分说明了迫切需要更好地了解行为大脑的功能,尤其是暴力和攻击行为。 ”

1966年不存在MRI(磁共振成像),整个神经科学领域还处于起步阶段。现在,使用现代技术探索侵略的神经机制的最新研究成果正在产生见识,这些见解可以帮助惠特曼将生活的某些方面翻开一页。

德国马格德堡奥托·冯·古里克大学的精神病医生Bernhard Bogerts和他的同事使用MRI和X射线CT扫描来检查暴力和非暴力囚犯的大脑。 2013年发表的研究发现,与非暴力罪犯或对照组相比,暴力罪犯的脑部异常发生率要高得多。例如,在162名暴力囚犯中,有42%的人至少有一个异常区域,而对照组的125名非暴力囚犯中有26%,在52个人中有8%。异常涉及前额叶皮层,杏仁核或控制杏仁核和下丘脑的其他区域。

寻求新的认识

收集到的关于攻击性神经回路的信息可能为新答案提供线索,但也可能引发新问题。基因和有生命的事件都以不同的方式指导着我们每个人神经回路的发展,这解释了人类和实验动物所见到的攻击强度和类型的差异。在人类中,前额叶皮层在20岁之前尚未完全发育,因此年轻人的刑事责任与成年人的刑事责任不同。确实,人类神经系统发育的缓慢可能为悲剧性射击提供了生物学解释的开端,这些悲剧性射击在美国和世界其他地方定期晃动学校(尽管有其他因素,例如文化实例,也进行干预)。

那些因暴力行为而被监禁的人中神经系统异常的新证据引发了关于法律罪恶以及在患者的精神病学评估中是否包括脑电图(EEG)和CT扫描的伦理问题。大脑的。也许这就是惠特曼(Whitman)收拾公文包并写信要求在将要犯下的流血事件后要检查他的大脑的时候所要寻找的...

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