大腦如何平衡快樂與痛苦
當(dāng)我們的大腦掌握有關(guān)世界的信息并使用它來指導(dǎo)我們的行動(dòng)時(shí)，兩個(gè)關(guān)鍵原則指導(dǎo)著我們的選擇：尋求樂趣和避免痛苦。冷泉港實(shí)驗(yàn)室(CSHL)的研究人員對(duì)老鼠大腦中的信息處理中心進(jìn)行了研究，以發(fā)現(xiàn)那里的神經(jīng)元如何分擔(dān)勞動(dòng)來應(yīng)對(duì)這些相反的行為動(dòng)機(jī)。
他們的工作發(fā)表在2019年12月31日的《神經(jīng)元》雜志上，揭示了不同類別的神經(jīng)元控制著積極和消極的動(dòng)機(jī)，沿著共同的動(dòng)機(jī)處理大腦回路發(fā)送相反的信號(hào)。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的CSHL教授說，歸根結(jié)底，這兩類細(xì)胞之間的活動(dòng)平衡可能決定一個(gè)人是采取行為來尋求愉悅的體驗(yàn)還是避免消極的體驗(yàn)。
李想了解大腦的動(dòng)機(jī)處理電路，因?yàn)樗麄兛刂频男袨樵诨加芯窦膊〉娜酥薪?jīng)常被打亂。例如，患有抑郁癥的人可能會(huì)停止做曾經(jīng)讓他們感到高興的事情，而患有焦慮癥的人可能會(huì)竭盡全力避免潛在的威脅。
識(shí)別和響應(yīng)潛在獎(jiǎng)勵(lì)或懲罰的能力部分取決于稱為腹側(cè)蒼白球的大腦部分。研究人員觀察到，當(dāng)動(dòng)物尋求獎(jiǎng)勵(lì)(例如喝水)或避免懲罰(例如惱人的空氣)時(shí)，該大腦區(qū)域就會(huì)活動(dòng)。李想了解的是，存在于大腦這一部分的不同類型的神經(jīng)元如何確保動(dòng)物對(duì)與兩種動(dòng)機(jī)相關(guān)的信號(hào)做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。
CSHL的Bo Bo教授及其同事監(jiān)控了單個(gè)腦細(xì)胞的活動(dòng)，并通過閃光燈確認(rèn)了這些細(xì)胞的身份。在訓(xùn)練小鼠將某些聲音與一小口水或一陣空氣聯(lián)系起來之后，他們監(jiān)測(cè)了腹側(cè)蒼白球的神經(jīng)活動(dòng)。使用神經(jīng)遞質(zhì)GABA抑制回路中影響動(dòng)機(jī)的活動(dòng)的神經(jīng)元在激勵(lì)小鼠尋求水獎(jiǎng)勵(lì)方面很重要。使用神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸刺激腦回路的神經(jīng)元對(duì)于避免吹氣懲罰至關(guān)重要。圖片來源：Li Lab / CSHL，2019
為了進(jìn)行調(diào)查，他的團(tuán)隊(duì)利用了研究工具，使他們能夠監(jiān)視單個(gè)腦細(xì)胞的活動(dòng)并通過閃光燈確認(rèn)這些細(xì)胞的身份。在訓(xùn)練小鼠使某些聲音與一小口水或一陣空氣相關(guān)聯(lián)之后，Li和他的同事們使用了該技術(shù)來監(jiān)測(cè)腹側(cè)蒼白球的神經(jīng)活動(dòng)。他們發(fā)現(xiàn)，使用神經(jīng)遞質(zhì)GABA抑制回路中影響動(dòng)機(jī)的活動(dòng)的神經(jīng)元在激勵(lì)小鼠尋求水獎(jiǎng)勵(lì)方面很重要。另一方面，使用稱為谷氨酸的神經(jīng)遞質(zhì)刺激神經(jīng)回路的神經(jīng)元對(duì)于避免吹氣懲罰至關(guān)重要。
在更復(fù)雜的情況下，向動(dòng)物展示了懲罰和獎(jiǎng)勵(lì)的潛力，兩組神經(jīng)元都做出了反應(yīng)。小鼠對(duì)組合刺激做出了不同的選擇：例如，口渴的動(dòng)物比剛喝飽了的動(dòng)物更愿意冒著喘口氣來喝一口水。但是，如果研究小組通過操縱一類神經(jīng)元或另一類神經(jīng)元人為地改變了腹側(cè)蒼白球的活動(dòng)平衡，那么他們就可以改變動(dòng)物的行為。
Li說，抑制或激發(fā)腹側(cè)蒼白球神經(jīng)元信號(hào)之間的平衡對(duì)于控制動(dòng)物的動(dòng)機(jī)至關(guān)重要?，F(xiàn)在，他急于尋找它是否在精神疾病患者中被破壞。他說：“抑郁癥或壓力引起的焦慮癥患者的行為改變可能是由這種回路的改變引起的。” 有了新的發(fā)現(xiàn)，他的團(tuán)隊(duì)就如何更深入地調(diào)查這些疾病的原因和癥狀提供了重要的線索。
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