苏澄宇,自然科学/分享动物们的小秘密/Animalonearth

2014 年,荷兰莱顿大学的梅杰(Johanna Meijer)做了一个特别简单的实验:

她在家附近的一片绿地和一处海边沙丘上各放了一个跑轮,旁边架了红外摄像头,然后就回去该干嘛干嘛了。

这一等就是三年。

三年下来,摄像头拍了超过二十万条野生动物路过的录像,其中大约一万两千段拍到了动物在跑轮上跑。来得最多的是野生小鼠,跳上去跑一两分钟,跳下来,过会儿再跳上去接着跑(下图)。

但来客远不止老鼠:鼩鼱来过,大鼠来过,青蛙来过,蛞蝓也来过。一只蛞蝓怎么"跑"跑轮,这个画面你可以自己脑补一下[1]。

梅杰一开始在跑轮旁边放了食物,所以你可能会想:动物们就是来蹭饭的,顺便踩了两脚轮子。

但实验最后一年多,她把食物撤了。来的动物确实少了,可那些还来的,跑轮子的比例反而涨了 42%。没吃的了,它们还是主动来跑。

这个实验回答了一个问题:笼子里的动物跑跑轮,到底是因为真的喜欢跑,还是因为被关傻了?

如果跑轮只是被关出来的毛病,那野生动物不可能对一个跑轮有任何兴趣。但它们有。有些野鼠一口气跑了 18 分钟,跟实验室里养了大半年的小鼠跑的时间差不多。

所以,跑轮不是关出来的强迫症。但问题来了:那它们到底为什么要跑?

答案得从野外找。

叙利亚仓鼠(就是宠物店卖的金丝熊)的野生老祖宗住在中东的干旱草原上,每天出洞觅食的时间很短。

有人在土耳其南部给野生金丝熊装了追踪器,发现母仓鼠平均每天只在地面上待大约 64 分钟,分成好几趟,每趟也就 5 分钟出头[2](下面的柱状图)。

时间不长,但跑的距离不短,保守估计一天 5 到 9 公里,有些记录超过 20 公里。一只巴掌大、百来克重的东西,一天跑一个半程马拉松。

这不是锻炼身体,这是拿命在跑。食物撒在大片半荒漠里,不跑就饿死,跑慢了就被猫头鹰叼走。

所以,大自然怎么让这么个小东西心甘情愿地每天疯跑好几个小时?

答案很简单,多巴胺。

跑步会点亮大脑里的奖赏回路。这条回路你可以理解成大脑的“爽”按钮:吃到好吃的,按一下;完成一个目标,按一下;跑起来了,也按一下。按一下就释放多巴胺,多巴胺一来,你就觉得“这事儿值得再干一次”。

2022 年有人直接测了小鼠跑了一个月跑轮之后脑子里的多巴胺含量,发现负责奖赏的脑区里多巴胺明显多了[3]。

多巴胺管的是“想跑”。跑完之后那股舒服劲儿,靠的是另一套东西,身体自己造的大麻素。以前大家都觉得跑步后的爽感是内啡肽带来的,“天然吗啡”嘛,这说法流传了几十年。

但后来发现内啡肽溶于水、过不了血脑屏障,就算血液里一大堆,也很难跑进大脑里去让你嗨。

2015 年[4]和 2021 年[5]的两拨实验分别在老鼠和人身上证明了:

把内啡肽堵死,跑完照样爽;把大麻素受体堵死,爽感就没了。

下面左图清楚显示,只有打了大麻素阻断剂的小鼠,跑完步后在“明暗箱”里还是不敢进亮区(依然焦虑);打了纳洛酮(堵内啡肽)的,跑完一样变大胆(焦虑消退)。

真正管事的是一种叫花生四烯酸乙醇胺的东西,学名 anandamide,"ananda"在梵语里就是“极乐”的意思。你的大脑在用自产的大麻素奖励你运动。

总结一下,进化给仓鼠装了一套双保险——多巴胺负责“想跑”,自产大麻素负责“跑完很爽”。

两套系统一起发力,让一只小型哺乳动物心甘情愿地天天跑。这就是你家仓鼠疯转跑轮的根本原因。

但故事到这还没完,因为“喜欢跑”这件事往深了想,会有点让人不太舒服。

科学家发现,老鼠刚开始跑跑轮的时候,脑子里是“我今天想去跑一下”的状态,属于主动选择。

不过,跑了几个星期之后,控制权就转到了大脑里负责“自动驾驶”的区域,跑步变成了一种不需要思考的习惯,就像你每天早上起来不用想“要不要刷牙”,手就自己伸向牙刷了。

下图可以理解成大脑的“接管地图”:一开始跑步是前额叶(理性大脑)主导的主动决定;跑久了之后,控制权通过多巴胺“螺旋通路”一级一级往下传,最终交给背侧纹状体,这里管的就是“条件反射式的自动行为”,

这种从“主动做”到"停不下来"的转变,跟药物成瘾里观察到的变化一模一样[6]。

更直接的证据是,2009 年,有人给长期跑轮的大鼠打了一种叫纳洛酮的药,这药在瘾君子身上会立刻逼出戒断反应。

下图中,最能跑的限食运动组雌性大鼠戒断评分远超不运动组,字母标注显示差异极其显著;而不运动的雌性大鼠打了同样剂量的纳洛酮基本没什么反应。

结果呢,天天跑轮的大鼠也出现了戒断症状:牙齿打颤、眼皮耷拉、姿势异常。跑得越多的,反应越严重。不怎么跑的那些基本没事[7]。

还有一个更狠的实验。

1993 年,加州大学河滨分校的加兰德(Theodore Garland Jr.)开了一个项目,到现在还在跑:每一代都挑最爱跑的老鼠来繁殖后代,已经繁殖了超过 105 代。

这些“跑步世家”的老鼠每天跑的量是普通老鼠的三倍,主要不是跑得更久,而是跑得更快。它们脑子里出现了一个很有意思的变化:多巴胺水平高了,但接收多巴胺的受体(D1 和 D2)反而少了[8]。

下图中左半段告诉你,这些“跑步世家”的老鼠在没打药时就已经跑疯了,比普通鼠多跑三倍;图的右半段告诉你,一旦大麻素系统被药物“过度激活”,跑步狂鼠反而比普通鼠更“宕机”。

D2 受体变少这件事,在一些瘾君子的脑子里也反复出现过。更绝的是,给这些"跑步狂鼠"喂利他林(就是治多动症的那个药),它们的跑量反而降下来了[9]。

把这些线索串在一起,指向同一个结论:

仓鼠跑嗨了的时候脑子里亮起来的地方,和瘾君子嗑嗨了的时候亮起来的地方,基本是同一片。按药物成瘾的标准来卡,长期跑轮行为至少能对上好几条:越跑越不够劲儿(受体变少了)、不让跑就出戒断反应、跑着跑着就变成自动行为停不下来。

运动搞不好是最古老的一种“瘾”,违禁品成瘾不过是这套老系统被意外钻了空子。

当然了,也别急着给你家仓鼠挂一个“成瘾”的标签。

2016 年,有两位研究者专门写了篇文章回应梅杰的野外跑轮实验,大意是:野生动物会跑轮子,不等于笼子里的动物跑轮子就都是正常的。笼子越无聊,跑得越多;给了抗焦虑药,跑得就少了。

跑跑轮这事,不是要么正常要么有病,大多数仓鼠可能就落在“有点上头但还没疯”的中间地带[10]。

所以,最终的答案大概是这样的:

你家仓鼠跑跑轮,一部分是因为几百万年的进化在它脑子里焊死了一套化学奖赏回路,多巴胺负责让它“想跑”,自产大麻素负责让它“跑完还想跑”,两套系统联手,让它对一个塑料轮子上瘾,就像你对刷短视频上瘾一样,机制几乎一模一样;

另一部分是因为笼子里实在没什么别的事可干,而进化又没来得及通知它:

你已经不在中东荒漠了,不用跑了。