瘙癢（Itch），魚非眼鏡從感官角度來說，去跟是鯊魚一種獨(dú)特的感知體驗(yàn)。它不像疼痛那樣劇烈，蹭蹭卻足以引起一種“非撓不可”的真相沖動(dòng)。

我們都經(jīng)歷過瘙癢難耐的大跌時(shí)候，而且可能越癢越撓，魚非眼鏡越撓越癢。去跟不止是鯊魚人類，許多動(dòng)物，蹭蹭也會(huì)癢，真相而這時(shí)候動(dòng)物會(huì)通過蹭樹等方式來解決瘙癢問題。大跌

人癢了可以撓，魚非眼鏡而對(duì)于魚，去跟這些在水中悠游的鯊魚生物，沒有爪子，不會(huì)像我們一樣撓癢癢。如果魚不能撓，那它會(huì)感到癢嗎？更重要的是，我們又該如何判斷它是否“癢”呢？

什么是癢？

科學(xué)家不能直接問魚：“你覺得癢嗎？”，只能設(shè)計(jì)一系列實(shí)驗(yàn)，試圖通過魚的行為和神經(jīng)活動(dòng)來破解這個(gè)謎團(tuán)。

瘙癢感通常由外界刺激物或內(nèi)部信號(hào)（如炎癥因子）引發(fā)。某些化學(xué)物質(zhì)能夠直接作用于 TRPA1，激活它的“開關(guān)功能”。TRPA1（Transient Receptor Potential Ankyrin 1）是一種離子通道蛋白，分布在感知神經(jīng)元的末梢，負(fù)責(zé)感知化學(xué)和物理刺激。它不僅參與疼痛和瘙癢的感知，還能對(duì)溫度變化和某些刺激性化學(xué)物質(zhì)作出反應(yīng)。

當(dāng) TRPA1 被激活時(shí)，會(huì)讓神經(jīng)元內(nèi)的鈣離子流動(dòng)增加，產(chǎn)生電信號(hào)。這些信號(hào)迅速傳遞到負(fù)責(zé)瘙癢感的感覺神經(jīng)元中，比如背根神經(jīng)節(jié)（DRG）中的 C 纖維。C 纖維是瘙癢信號(hào)的“專屬快遞員”，將信號(hào)從皮膚表面一路傳遞到脊髓，再送到大腦的丘腦和大腦皮層，最終讓我們感知到“癢”。

怎樣知道魚在癢？

2017 年 9 月，在美國(guó)華盛頓大學(xué)，阿賈伊·德干 （Ajay Dhaka）領(lǐng)導(dǎo)的一支科學(xué)團(tuán)隊(duì)研究了癢的機(jī)制，選擇了兩個(gè)研究模型：小型、透明的斑馬魚和經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物小鼠。

斑馬魚 圖源：A-Z Animals

為了檢測(cè)魚類的瘙癢反應(yīng)，科學(xué)家們從哺乳動(dòng)物中常用的瘙癢誘導(dǎo)物質(zhì)中篩選出了幾種候選化學(xué)物質(zhì)，包括咪喹莫特（Imiquimod，IMQ）。

咪喹莫特是一種 TLR7 的人工激動(dòng)劑。它被設(shè)計(jì)用于治療病毒感染（如尖銳濕疣）和皮膚癌，通過模擬病毒 RNA 的作用激活 TLR7。

TLR7 是免疫系統(tǒng)中的一種受體蛋白，主要分布在免疫細(xì)胞（如樹突細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和B細(xì)胞）的內(nèi)體膜上。它的主要功能是識(shí)別病原體，特別是病毒的單鏈 RNA（ssRNA），從而觸發(fā)宿主的抗病毒免疫反應(yīng)。

TLR7 的過度激活可能引發(fā)局部炎癥，從而導(dǎo)致瘙癢、刺痛等不適感。這就是選擇咪喹莫特作為引發(fā)斑馬魚瘙癢物質(zhì)的原因。

問題來了，前面說了 TRPA1 是瘙癢和疼痛感知的離子通道，那為什么還要選擇作用于 TLR7 的咪喹莫特？

TLR7 主要參與免疫系統(tǒng)，而 TRPA1 則與感官系統(tǒng)密切相關(guān)。盡管它們的功能看似毫無關(guān)聯(lián)，但部分研究表明，TLR7 的激活可能間接影響 TRPA1 通道的功能。例如，炎癥因子可能通過復(fù)雜的細(xì)胞信號(hào)網(wǎng)絡(luò)間接作用于 TRPA1，從而進(jìn)一步放大瘙癢或疼痛感。

研究團(tuán)隊(duì)首先將這些化學(xué)物質(zhì)溶解在特定的介質(zhì)中，應(yīng)用于三天大的斑馬魚幼體。

實(shí)驗(yàn)顯示，在測(cè)試的化學(xué)物質(zhì)中，咪喹莫特能夠顯著激活斑馬魚三叉神經(jīng)節(jié)（主要負(fù)責(zé)面部感官信號(hào)）中的神經(jīng)元，還讓小魚表現(xiàn)出一種特殊的行為——頻繁地用嘴部摩擦魚缸壁，仿佛試圖“撓癢”。

IMQ 引起成年斑馬魚表現(xiàn)出瘙癢行為 圖源：文獻(xiàn) 1

所謂的瘙癢行為，即斑馬魚游動(dòng)速度加快和軌跡更加頻繁。這種活動(dòng)模式被認(rèn)為是魚類感受到不適（如瘙癢）時(shí)的典型反應(yīng)。

到底是什么打開了癢的開關(guān)？

為了找到答案，研究者用基因編輯技術(shù)關(guān)閉了斑馬魚體內(nèi)的 TRPA1 通道。當(dāng)這些“小轉(zhuǎn)基因魚”接觸咪喹莫特時(shí)，它們完全停止了摩擦行為，仿佛這劑化學(xué)物質(zhì)再也無法引起它們的不適。這一發(fā)現(xiàn)強(qiáng)烈暗示，TRPA1 通道可能是咪喹莫特引發(fā)瘙癢感的關(guān)鍵。

紅線代表追蹤斑馬魚游泳行為軌跡。左圖是斑馬魚正常的游泳行為。中間是注射 10 ?M AITC (allyl isothiocyanate, 異硫氰酸烯丙酯為芥末內(nèi)刺激性物質(zhì)) 在斑馬魚上唇之后，魚產(chǎn)生痛覺反應(yīng)的行為，活動(dòng)力明顯地降低，右圖是注射 100 μM IMQ 在斑馬魚上唇之后，魚會(huì)不斷地摩擦水缸壁，類似抓癢的行為表現(xiàn)。 圖源：文獻(xiàn) 1

為了進(jìn)一步確認(rèn)，他們還測(cè)試了其他可能的通路，例如與免疫反應(yīng)相關(guān)的 TLR7 受體。然而，TLR7 的“嫌疑”很快被排除，因?yàn)樗任丛诎唏R魚相關(guān)神經(jīng)元中表達(dá)，也未對(duì)行為產(chǎn)生任何影響。

研究者們發(fā)現(xiàn)，即便是 TRPA1 通道，面對(duì)不同濃度的化學(xué)物質(zhì)也會(huì)產(chǎn)生截然不同的“反應(yīng)”。低濃度的咪喹莫特能夠溫和地激活一小部分神經(jīng)元，觸發(fā)類似瘙癢的行為；而高濃度的化學(xué)物質(zhì)如芥末油（另一種 TRPA1 激動(dòng)劑），則讓更多神經(jīng)元“火力全開”，引發(fā)更強(qiáng)烈的痛覺反應(yīng)。研究者形象地將這比作“嗡嗡響的警報(bào)器”和“震耳欲聾的火災(zāi)警鈴”。

從生理上看，癢和痛實(shí)際上共享一部分神經(jīng)通路，比如它們都可以通過TRPA1 通道感知刺激。但通過不同的神經(jīng)元分支和激活閾值，它們實(shí)現(xiàn)了“分工協(xié)作”：

癢感受器（敏感神經(jīng)元）：對(duì)低強(qiáng)度刺激作出反應(yīng)，專注于小范圍的威脅；它由一種特殊的 C 類纖維神經(jīng)傳遞瘙癢信號(hào)，這些纖維較細(xì)且傳導(dǎo)速度較慢（約 1 米/秒）。這種慢速傳導(dǎo)的特點(diǎn)讓瘙癢感顯得不急迫，給我們時(shí)間撓一撓、輕輕處理問題。

痛感受器（強(qiáng)刺激神經(jīng)元）：對(duì)高強(qiáng)度刺激作出反應(yīng)，處理更緊急的情況。它通常由 Aδ 纖維和 C 類纖維共同負(fù)責(zé)。Aδ 纖維傳導(dǎo)速度較快（約 5-30 米/秒），使疼痛信號(hào)能迅速到達(dá)中樞神經(jīng)系統(tǒng)，觸發(fā)即時(shí)反應(yīng)，如快速撤回受傷部位。

這種“雙軌制”機(jī)制幫助生物區(qū)分了刺激的輕重緩急，從而選擇更合適的行為。

為了驗(yàn)證這種機(jī)制是否適用于哺乳動(dòng)物，研究團(tuán)隊(duì)轉(zhuǎn)向小鼠實(shí)驗(yàn)。他們發(fā)現(xiàn)，咪喹莫特同樣能夠通過 TRPA1 通道激活小鼠的瘙癢行為。當(dāng)這些通道被基因編輯關(guān)閉后，小鼠的“撓抓”行為顯著減少，而對(duì)疼痛的反應(yīng)則未受到影響。

更有趣的是，研究發(fā)現(xiàn)小鼠的 TRPA1 通道對(duì)咪喹莫特的反應(yīng)比斑馬魚弱得多。這或許可以解釋為什么咪喹莫特在小鼠中主要引發(fā)瘙癢，而在人類中卻常常同時(shí)引發(fā)瘙癢和刺痛。

通過對(duì)斑馬魚和小鼠的實(shí)驗(yàn)，研究者不僅揭示了瘙癢感的一個(gè)重要機(jī)制，還提出了一個(gè)迷人的假說：瘙癢可能是痛覺通路的“進(jìn)化副產(chǎn)物”，幫助動(dòng)物應(yīng)對(duì)低強(qiáng)度的有害刺激。這種簡(jiǎn)單但高效的機(jī)制，可能在脊椎動(dòng)物中已經(jīng)被保留下來。

魚癢了，怎么撓？

面對(duì)癢這個(gè)問題，沒有手的魚除了蹭魚缸還有什么辦法解決？

答案之一是鯊魚！

2022 年，來自澳大利亞西澳大學(xué)的克里斯托弗·湯普森（Christopher D.H. Thompson）博士和他的研究團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)七年，在全球三大洋中的 36 個(gè)地點(diǎn)，展開了一場(chǎng)關(guān)于“魚撓癢行為”的探索。

對(duì)于海洋的魚類來說，難以避免被寄生蟲困擾，這也是造成癢的主要因素。當(dāng)寄生蟲在魚體表寄生時(shí)，會(huì)用附著器官（如吸盤、鉤刺）牢牢抓住魚的皮膚或鰓蓋。這種物理附著會(huì)直接損傷組織，引起組織紅腫，會(huì)刺激魚體表的機(jī)械感受器和化學(xué)感受器，向魚的大腦發(fā)送癢的刺激信號(hào)。

研究團(tuán)隊(duì)利用誘餌遙控水下視頻系統(tǒng)（BRUVS）記錄了 6166 段海底視頻，詳細(xì)觀察了 261 種海洋動(dòng)物的行為。經(jīng)過精細(xì)分析，他們發(fā)現(xiàn)，黃鰭金槍魚、南方藍(lán)鰭金槍魚以及虹鱒魚，竟然會(huì)主動(dòng)磨蹭鯊魚——一種潛在的捕食者，來清除身體表面的寄生蟲。

一條黃鰭金槍魚在蹭大青鯊 圖源：文獻(xiàn)

磨蹭行為在視頻中表現(xiàn)得十分明顯：魚類首先接近鯊魚，等待尾鰭擺動(dòng)到合適的位置，然后迅速擦過去，像是用“鯊魚版砂紙”進(jìn)行清潔。

大白鯊的皮 圖源：white shark ocean

鯊魚皮膚的獨(dú)特結(jié)構(gòu)（皮齒）使其表面粗糙，非常適合磨蹭。而魚類尤其偏好刮擦頭部、眼睛和鰓蓋這些寄生蟲最容易附著的部位。

大洋性魚類，尤其是金槍魚和虹鱒魚，表現(xiàn)出顯著的刮擦行為。大青鯊是首選的刮擦對(duì)象，其粗糙皮膚可能提供了優(yōu)越的刮擦效果，同時(shí)對(duì)刮擦行為無明顯反應(yīng)，減少了潛在威脅。 圖源：文獻(xiàn)

湯普森博士的研究發(fā)現(xiàn)，鯊魚是這些魚類首選的磨蹭對(duì)象。這種行為并不是偶然，而是有明確的傾向性：83%的刮擦行為發(fā)生在鯊魚身上，其余僅有 17%發(fā)生在同類之間。而鯊魚對(duì)這些刮擦行為幾乎無動(dòng)于衷，沒有表現(xiàn)出逃避或攻擊，這也讓魚類能夠安全完成“清潔任務(wù)”。

誰能想到，魚類也會(huì)有“癢”的煩惱？更令人驚訝的是，它們竟然能夠巧妙地利用鯊魚這種強(qiáng)大的掠食者來解決這個(gè)問題。這種行為不僅是魚類適應(yīng)環(huán)境的生存妙招，更是自然界復(fù)雜互動(dòng)的縮影。