獎勵系統是一系列強化生物特定行為的神經迴路，這些神經迴路所控制的行為恰恰是生物生存所必須的，比如交配、食物攝取、社交行為等。研究者發現，人腦中可以分泌多種讓人感到快樂、安全和成就感的物質，如多巴胺、內啡肽等，對特定的行為通過獎賞機制加以鼓勵，使人類體驗到滿足和喜悅，因而更願意完成某些適應生存環境的艱難任務。
鑑於交配對於生物繁衍的重要意義，毫無疑問，促進交配成功的行為應該使生物得到獎勵，即精神愉悅，獲得快感高潮。一直以來，研究者都對於人以外的生物是否存在「性趣」持懷疑態度。而今，來自以色列巴伊蘭大學（Bar-Ilan University）的研究團隊以果蠅為研究對象，對其在交配過程的獎勵機制進行研究。有趣的是，研究者發現在漫長的演化中，雄性果蠅可以從交配過程，或者更嚴格意義上來說，射精行為中獲得快感，且這一獎勵機制一直獲得保留。
該項研究首次證明了自然界中無論是果蠅或是哺乳動物，射精所帶來的快感（獎勵機制）都是高度保守的，即高度一致，在演化的過程中沒有發生變化。同時，該研究也證實了生物內在狀態的改變會對外來藥物或事物感知產生影響。研究者可通過操縱果蠅的性經驗，使果蠅對攝入酒精的興趣明顯下降。
「大腦中的獎勵過程對於所有生物都高度保守，這是生物生存的基礎。」 該研究的研究組長Galit Shohat-Ophir 說到，「而大腦在濫用藥物的過程中經歷了相同的獎勵機制。該項研究結果的證實，將有助於我們建立更簡單的生物模型，用於藥物成癮的多方面研究，包括對自然獎勵與藥物獎勵的區別、以及藥物成癮的危害等。」該研究發表在Cell 子刊Current Biology 上。
感情不順？果蠅也會藉酒澆愁
黑腹果蠅（Drosophila melanogaster），又稱黑尾果蠅，因為其易在實驗室飼養、繁殖迅速、產卵眾多，且只有四對染色體，被人類廣泛的應用於遺傳學、生理學、微生物致病機理及生物演化史等方面的研究，是人類應用最多的模式生物之一。直到2017 年，已有8 個諾貝爾獎頒給使用果蠅的相關研究。
果蠅在演化過程中，保留了因社交行為而獲得興奮的獎勵機制，為了驗證性交與飲酒之間的關係，即社交活動對隨後行為的影響，2012年，本文的研究者Galit Shohat-Ophir 聯合加州大學舊金山分校的研究團隊開展了一個非常有趣的實驗，其研究結果發表在Science 雜誌上。
研究中，他們將雄性果蠅分為兩組，一組以1：5的比例與未交配過的雌性果蠅放在一起，每天6小時，持續處理4天，因而每隻雄性果蠅每天都有多次機會與多個雌性進行交配；另一組則恰恰相反，12只未交配過的雄性果蠅與已經交配過的雌性果蠅放在一起，雌性果蠅由於已經交配過，因而對於同一容器內雄性果蠅的求愛視若無睹，因而在每天3次、每次1小時、持續4天的處理中，這一組雄性果蠅不停的遭遇求愛被拒。
在經歷了4天差距懸殊的「待遇」之後，兩組雄性果蠅被移入新的容器中，容器內分別裝有添加酒精和不含酒精的糊狀的食物，每隻果蠅都可以選擇要喝哪個毛細管上的食物，隨後研究人員會測量果蠅的進食量。
結果差異十分顯著，被多次拒絕的果蠅對添加酒精食物的攝入量是另一組果蠅的4倍，很顯然，被拒絕的雄性果蠅借酒澆愁，甚至以「酗酒」的方式彌補糟糕的心情。
那麼「酗酒」所能帶來的精神獎勵究竟是什麼呢？一直以來，研究者都懷疑果蠅大腦中的神經肽F（neuropeptide F，NPF）是驅使生物攝取酒精、獲得快感的原因。因而研究團隊分別測量了兩組雄性果蠅腦部神經肽F，驚喜的發現，被拒絕的果蠅，腦部神經肽F的含量只有對照組的一半。為了進一步驗證，研究者通過抑制腦部的神經肽F受體，發現即使成功交配的果蠅也會攝入更多的酒精，其行為與求愛被拒的果蠅並無差異。
毫無疑問，在果蠅酗酒和交配過程中充當「快感源泉」的化合物就是神經肽F.那麼，在復雜的交配過程中以及眾多的外界因素影響下，究竟是哪個感官刺激，或是行為激發了獎勵機制呢？
果蠅也愛「 紅燈區」
為簡化研究，排除眾多外界因素的影響，研究者將果蠅的整個性交過程簡化為最後也是最重要的階段：射精。
在雄性果蠅的腹部有一種特殊的神經元—— 黑化誘導神經肽表達神經元（corazonin-expressing neurons,簡稱Crz神經元），他們可以通過分泌黑化誘導神經肽（corazonin，Crz）控制昆蟲的心跳，刺激雄性果蠅射精。通常情況下，只有在一系列的複雜的求偶行為下，黑化誘導神經肽才能得以分泌。
可如何繞過複雜的求愛、交配過程直接到達結果呢？聰明的研究者使用了光遺傳學技術，通過一種對紅光敏感的光敏蛋白「劫持」了這類細胞。在紅光的照射下，Crz神經元表達被激活，不斷分泌的黑化誘導神經肽促使雄性果蠅不停的射精。
光遺傳學（optogenetics），又稱光刺激基因工程（optical stimulation plus genetic engineering），是通過將微生物學、現代遺傳學、神經科學等各項技術結合起來，通過給特定的細胞裝上開關，使微生物光敏蛋白能夠精確地在某一類神經元中表達，保證該類神經細胞在光照下的準確激活或抑制。
研究中，科學家們將經過光遺傳學基因編輯的果蠅放入有紅光照射和沒紅光照射的空間內。在紅光下，基因編輯的雄性果蠅Crz神經表達會被激活並不停射精，而無紅光情況下則表現正常，在實驗中果蠅可以自由選擇所處的位置。
結果令人驚喜，一旦進入「紅燈區」，雄性果蠅便「流連忘返」，簡直可以說是樂不思蜀。由於果蠅無法識別紅色，因而選擇在「紅燈區」逗留的解釋只能是因為射精可以給果蠅帶來難以自拔的精神獎勵。
對上述結果，研究者又進一步進行了驗證。研究者對果蠅的神經肽F的轉錄表達水平及含有酒精的食物攝入進行了對比研究，結果發現，紅燈下的雄性果蠅神經肽F表達量更高，同時對酒精的興趣大大減弱。
雄性果蠅視交配為一種自然獎勵，成功射精的雄性果蠅腦內有較高水平的神經肽F，顯然，由Crz信號通路誘導的射精過程正是這一自然獎勵最重要的一部分，這也是人類首次看到大腦以外的神經元可以誘導獎勵行為。
蜂喜蜜，蚊喜血，一切生物的行為都趨向於自我取悅。除了排除萬難完成任務達到滿足，自我愉悅也有其他捷徑，酗酒、吸煙、毒品、遊戲等都可以為人類帶來精神上的愉悅，也容易成癮。
此項研究首次證明了射精的快感可以替代其他獎勵行為，在生物漫長的演化過程中，獎勵機制的高度保守更使其在未來人類酗酒或藥物濫用的治療上具有重要的借鑒意義。
正如Shohat-Ophir所說的，「在某些方面，6條腿的與2條腿的並沒有什麼差別 。」
本文係由DeepTech深科技授權刊登。原文連結： 光照就会性高潮！最新研究：奖励机制让果蝇深陷“红灯区”
