右撇子比左撇子更保守：一项基于小鼠的关于出生后手性发展的假设

《Journal of Genetics and Genomics》：The right is more conservative than the left: a postnatal hypothesis of handedness based on mice

人类用右手偏好可能源于后天环境因素而非先天遗传。本研究通过小鼠实验发现，单侧爪训练可快速建立爪偏好（训练后30天稳定性达98%），且右爪偏好更稳定（训练后反向干预仅12.5%改变偏好）。性别差异显示雌性更易受反向训练影响，C57品系稳定性显著高于DBA/2J。种群右偏优势可能由右爪保守性提供进化优势，环境塑造与遗传调控共同作用。

　　这项研究围绕着小鼠的“爪偏好”现象展开，揭示了其可能并非与人类手性相同的先天遗传特征，而是通过后天训练形成的可塑性行为。研究结果表明，小鼠在经历有限的单侧爪训练后，能够迅速形成稳定的爪偏好，这种偏好在自由选择测试中表现出与人类手性相似的保守性和稳定性。更重要的是，研究发现小鼠的右爪偏好相较于左爪偏好更具保守性，即使在相反方向的训练下也更难以改变。这些发现挑战了传统观点，即人类手性是遗传决定的先天特征，提出了一种新的假设——人类手性可能是后天环境塑造的一种稳定行为，其发展受到遗传倾向的积极引导。

在人类行为学中，手性指的是个体在执行各种任务时倾向于使用某一侧的手。这一现象在人类中极为普遍，约90%的人口为右利手，且这种偏好在不同地区和民族之间仅有微小差异。尽管如此，手性的起源和机制一直是哲学和科学界关注的焦点。从古希腊的哲学家如柏拉图和亚里士多德开始，人们就对这一现象进行了探讨。柏拉图认为手性是环境影响的结果，而亚里士多德则认为它是一种遗传的本能特征。现代科学则倾向于支持手性具有先天遗传的起源，但这一观点在近年来的基因研究中受到质疑。例如，大规模基因组研究发现，手性仅由遗传因素解释了约11.8%的变异，且未发现与X染色体显著相关的单核苷酸多态性（SNP）。这些结果促使科学家重新思考手性是否可能由后天因素决定。

研究者通过对小鼠的实验发现，其爪偏好并非固定不变，而是可以通过后天训练形成。实验设计采用了一种称为“单侧爪训练”（Unilateral Paw Training, UPT）的方法，通过在特定方向上引导小鼠使用某一侧爪获取食物，从而建立爪偏好。随后在无偏向的环境中进行自由选择测试（Free Choice Test, FCT），以评估这种偏好是否具有稳定性。结果显示，经过单次或多次单侧训练后，小鼠在自由测试中表现出显著的爪偏好，这种偏好在30天后仍然保持稳定，且在逆转训练下表现出较强的抵抗力。例如，在进行多次训练后，即使随后进行相反方向的训练，仍有超过80%的小鼠保持其最初训练形成的爪偏好。这表明，小鼠的爪偏好可能是一种后天形成的稳定行为，而不是先天决定的特征。

进一步的实验还发现，右爪偏好相较于左爪偏好在训练后表现出更强的保守性。这一现象在不同的训练模式中得到验证。例如，在“配对相反单侧爪训练”（Paired-Opposite Unilateral Paw Training, PO-UPT）中，研究者发现，当小鼠经历先左后右的训练时，其右爪偏好更加稳定，而左爪偏好则更容易受到逆转训练的影响。这说明，右爪偏好在某些方面具有更高的适应性和稳定性，这可能与环境因素的引导有关。例如，小鼠在日常生活中更倾向于使用右爪，这可能与人类社会中普遍存在的右利手文化有关。

此外，研究还揭示了性别和品系在爪偏好形成中的差异。在某些实验条件下，女性小鼠比男性更容易受到逆转训练的影响，表明其初始爪偏好更易改变。这与人类中女性左利手比例较低的现象可能有相似之处。同时，不同品系的小鼠在爪偏好形成过程中也表现出差异。例如，C57BL/6J（C57）小鼠相较于DBA/2J（DBA）小鼠，其爪偏好更加保守，这可能与遗传因素有关。这些发现不仅揭示了小鼠爪偏好形成的复杂性，也为理解人类手性与动物行为之间的相似性提供了新的视角。

研究还提出了一个“保守右假设”（Conservative Right Hypothesis），试图解释为何人类中右利手占主导地位。该假设认为，手性并非完全由遗传决定，而是通过后天环境中的单侧动作形成的一种稳定行为。在没有环境偏向的情况下，手性方向可能是随机的，但在有偏向的环境中，右利手具有更强的适应性，因此更容易在群体中占据优势。这种适应性可能源于右利手在某些任务中的效率和稳定性，从而在进化过程中被选择保留。同时，该假设还解释了性别差异，认为女性可能更容易受到环境因素的影响，从而导致其手性偏向的可塑性更强。

尽管研究结果支持手性可能由后天因素决定，但仍存在一些挑战和限制。首先，小鼠的爪偏好是基于成年期的行为表现进行推断的，因此无法直接排除先天因素的存在。其次，人类手性涉及更复杂的动作协调和认知过程，而小鼠的爪偏好主要体现在简单的单侧抓取行为上，这可能限制了研究结果在人类手性研究中的直接应用。此外，手性在不同文化背景下的表现差异，如某些地区左利手比例较高，也提示了环境因素在手性形成中的重要性。

从神经科学的角度来看，这项研究为探索手性背后的神经机制提供了新的思路。例如，研究者指出，手性可能与大脑左右半球的功能不对称有关，这种不对称可能在学习和记忆过程中被强化。同时，研究还提到，通过人工诱导大脑皮层的不对称发展，可以影响小鼠的爪偏好，这提示了手性可能与神经回路的可塑性有关。因此，未来的研究可以进一步探讨这些神经机制，以更全面地理解手性如何在不同物种中形成。

研究方法上，实验采用了多种行为测试装置，包括垂直装置和俯卧装置，以评估小鼠在不同环境下的爪偏好。垂直装置通过在特定位置设置食物管，引导小鼠使用某一侧爪获取食物，而俯卧装置则允许小鼠自由选择爪。所有实验均遵循严格的伦理规范，并采用非参数统计方法，以确保结果的可靠性。研究还通过多因素线性回归分析，探讨了爪偏好与训练次数、性别和品系之间的关系，进一步验证了手性形成过程的复杂性。

综上所述，这项研究不仅挑战了传统认为手性是先天遗传的观念，还为理解手性如何在后天环境中形成提供了新的证据。通过小鼠模型，研究者发现爪偏好可以通过有限的训练快速形成，并在无偏向的环境中保持稳定。这些发现表明，手性可能是一种由环境和遗传共同作用的可塑性行为，而非单纯的先天特征。未来的研究可以进一步探讨这一假设，尤其是在人类群体中，如何通过控制环境因素来验证手性是否确实由后天形成。此外，研究还为探索不同物种之间的行为不对称性提供了理论基础，有助于理解手性在进化中的普遍性和多样性。