▲小臭鼩与手的对比（图源：维基百科）

它们只有人的拇指那么长，平均体重仅2克左右，比半茶匙食盐还轻，但和我们一样，它们也是哺乳动物。这就是陆地上最小的哺乳动物，小臭鼩。

小型哺乳动物的代谢率很高，为了获得生存所必需的能量，小臭鼩每天必须吃很多东西——重量达到自身体重的8倍。到了冬天，散热很快的小臭鼩没法冬眠，还是需要不停进食。

而令科学家们惊讶的是，为了在冬天多吃、少消耗，这些小家伙们竟然能够让大脑“热胀冷缩”，有些脑区甚至会大量减少脑细胞，以节省能量！

来自中国科学院深圳先进技术研究院和德国柏林洪堡大学、以色列魏兹曼科学研究院的科学家们展开合作，对小臭鼩的大脑进行了一年四季的长期追踪和详细分析，他们的新发现最近发表在《美国国家科学院院刊》上。

研究人员首先用核磁共振（MRI）扫描了10只小臭鼩的大脑，发现其体积到了秋冬季节会明显缩小，尤其是位于大脑外层的皮质（cortex），在冬天持续收缩，厚度比夏天时减少了近10%。

更令他们意外的是，这种“热胀冷缩”并非整个大脑一起变化，似乎还局限于特定的区域。

小臭鼩的大脑皮质也是哺乳动物中最小的，平均厚度仅500微米，尽管如此，研究人员利用多种细胞染色方法观察到，它们的大脑皮质和我们一样，有明显的分层结构。

研究人员把大脑缩小的区域精确定位到了体感皮层第4层。这是小臭鼩能量需求最旺盛的一个脑区。

因为它们视力很差，主要利用胡须的触觉来定位猎物，而胡须的触觉信息首先就是传递到体感皮层第4层。这一层的厚度在冬天减少了足有28%，其中的神经细胞数量大幅度减少，因此可以大大降低能量消耗。

那么，大脑的这种结构变化对小臭鼩的捕食会产生什么影响？进一步分析中，研究人员把这个脑区的神经细胞分成了三类：根据它们对胡须触觉信号的反应，分为被信号激活的，被抑制的，以及不受影响的。

他们发现，其中抑制型的神经细胞在不同季节的活动有明显变化，春夏季时的活性比秋冬季高了2、3倍。不仅说明这些脑细胞在冬天帮助动物节省了能量，同时，抑制信号的减少意味着，秋冬季小臭鼩的体感皮层更容易被胡须的触觉刺激激活。

研究人员分析，这种变化可以帮助小臭鼩适应不同季节的食物供应。具体来说，夏天食物丰富，通过精细敏感的触觉，它们可以挑喜爱的食物；而到了食物匮乏的冬天，体感皮层检测触觉信号的阈值降低，可以促进小臭鼩“饥不择食”。

不过，更令科学家们感到好奇的是，这些脑细胞不仅到了冬天大量减少，似乎还会在夏天又长回来。到了隔年夏天，研究人员测量发现，它们的体感皮层厚度增加了29%，其中神经元的数量比冬天时增加了42%。

研究人员表示，神经元的数量是怎么恢复的，将是未来有待研究的重要问题。“它们是新生的神经元，还是由其他类型的细胞转变而来，现在并不清楚。”研究作者Saikat Ray博士表示。

“成体神经发生是非常罕见的，就算有，数量也很少。据我们所知，成年哺乳动物的神经发生只限于海马体（和嗅球）。”德国马普研究所的科学家 Dina Dechmann评论说，“如果有人发现，在哺乳动物的大脑皮层中，神经元的数量可以增加，发生巨大的变化，那将是另一个的爆炸性发现。”

编辑：李晨琰
责任编辑：许琦敏

来源：学术经纬

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