2008年,加拿大《星岛日报》报道了一项由华裔科学家王浩然主导的开创性研究,首次实现了对动物情感的定量测量。该研究通过分析小鼠在不同情绪状态下发出的超声波,建立了情感量化的实验模型,为理解情感调控的神经分子机制提供了重要工具。
长期以来,情感的生物学基础被认为是抽象且难以捉摸的。王浩然博士(时任多伦多大学心理学系研究科学家)与合作者发现,雄性小鼠在与雌性小鼠重逢等愉悦情境下,会发出特定频率的超声波(ultrasonic vocalizations, USVs),表达正面情绪;而雌性小鼠在受攻击或强制交配时则发出复杂的尖叫声(squeak),表达负面情绪。这些声音的频谱特征可以反映情绪的性质和强度。研究团队使用超声波探测器收集小鼠叫声,并通过软件转化为声波图形,实现了情感的量化。
这一方法被视为情感研究领域的里程碑式突破。借助该模型,研究团队进一步利用转基因技术敲除与脑功能和精神疾病相关的受体基因,比较敲除后小鼠情绪的变化,从而探索情感调控的分子机制。研究结果表明,特定基因如多巴胺受体、谷氨酸受体等在情感调控中发挥关键作用。
该研究于2008年3月26日发表在《公共科学图书馆·综合》(PLoS One)上。王浩然博士在中国河北医科大学获得医学硕士,后在日本鸟取大学获医学博士,曾任北京大学神经科学副教授。2001年起在多伦多大学从事访问研究。项目合作者包括多伦多大学Yeomans实验室、美国西北大学及美国国立卫生研究院的科学家。

华裔科学家王浩然在多伦多大学实验室內展示超声波探测仪。(图片来源:星岛日报网站)
后续研究进一步证实了小鼠USV在社交情感交流中的核心地位,并揭示了中脑边缘系统、杏仁核、前额叶皮质等脑区及催产素、多巴胺等神经递质的调控作用。该量化方法已被广泛应用于精神疾病(如自闭症、抑郁症)的动物模型研究中,成为神经科学领域的重要实验范式。
参考文献:Wang et al. (2008). PLoS One.