神经科学家发现,长期压力会使决策倾向于高风险选择

做决定并不总是容易的,尤其是在两个既有积极因素也有消极因素的选择之间,比如在一份薪水高但工作时间长的工作和一份薪水低但有更多闲暇时间的工作之间做出决定。
麻省理工学院的神经科学家现在发现,在这种被称为成本利益冲突的情况下做出决定,会受到巨大的影响长期的压力.在一项对老鼠的研究中,他们发现压力大的动物更有可能选择高风险、高回报的选项。
研究人员还发现,造成这种异常的原因是一种特定的大脑回路受损决策他们表明,他们可以通过操纵这个电路来恢复正常的行为。如果能开发出一种调节人类这一回路的方法,就可以帮助患有抑郁症、成瘾症和焦虑症等疾病的患者,这些疾病通常以贫穷为特征决定关门大吉。
“令人兴奋的是,通过这项非常基础的科学研究,我们在纹状体中发现了一个神经元微电路,我们可以操纵它来逆转压力对这种决策的影响。这对我们来说非常有希望,但我们知道到目前为止这些实验都是在大鼠和小鼠身上进行的,”麻省理工学院教授、麦戈文大脑研究所成员安·格雷比尔说。
格雷比尔是这篇论文的资深作者,该论文发表在细胞11月16日。这篇论文的主要作者是麦戈文研究所的研究科学家亚历山大·弗里德曼。
艰难的决定
2015年,格雷比尔、弗里德曼和他们的同事首次发现了涉及成本效益冲突的决策的大脑回路。循环从内侧开始前额叶皮层它负责情绪控制,并延伸到被称为纹状体的神经元集群,位于纹状体,一个与习惯形成、动机和奖励强化有关的区域。
在这项研究中,研究人员训练啮齿动物跑一个迷宫,它们必须在一个选项中做出选择,其中一个选项包括它们喜欢的高浓度巧克力牛奶,还有明亮的光线,它们不喜欢,另一个选项是光线较暗但巧克力牛奶较淡的选项。通过使用一种被称为光遗传学的技术,抑制皮层神经元和纹状体之间的联系,他们发现他们可以将啮齿动物对低风险、低回报选择的偏好转变为更大回报的偏好,尽管它们的成本更大。
在这项新研究中,研究人员在没有光遗传操作的情况下进行了类似的实验。相反,他们在两周内每天都让啮齿动物承受短期压力。
在经历压力之前,正常的大鼠和小鼠大约有一半的时间会选择跑向光线较暗、巧克力牛奶较淡的迷宫臂。研究人员逐渐增加较暗一侧巧克力牛奶的浓度,随着他们这样做,动物们开始更频繁地选择这一侧。
然而,当长期处于压力下的大鼠和小鼠被置于相同的情况下,它们继续选择明亮的光线/更好的巧克力牛奶一面,即使在这种情况下巧克力牛奶在较暗的一侧,浓度大大增加。这与研究人员在啮齿动物身上看到的行为相同,这些啮齿动物的前额皮质-纹状体电路在光遗传学上被破坏。
弗里德曼说:“结果是,动物忽略了高成本,选择了高回报。”
电路动态
研究人员认为,这个回路整合了关于可能选择的好的和坏的方面的信息,帮助大脑做出决定。正常情况下,当回路打开时,前额叶皮层的神经元会激活某些被称为高能中间神经元的神经元,这些神经元会抑制纹状体的活动。
当动物受到压力时,这些回路动态变化大脑皮层神经元激发得太晚,抑制不了纹状体,于是纹状体就会过度兴奋。这会导致不正常的决策。
格雷比尔说:“某种程度上,这种长期压力的暴露控制了好坏的综合。”“这就好像动物已经失去了平衡兴奋和抑制,以确定合理行为的能力。”
研究人员发现,一旦这种转变发生,它会持续几个月。然而,他们通过使用光遗传学刺激高放电的中间神经元,从而抑制纹粒体,能够恢复应激小鼠的正常决策能力。这表明,在慢性压力下,前额叶-纹状体电路保持完整,并且可能容易受到操纵,从而恢复那些因疾病导致决策异常的人类患者的正常行为。
弗里德曼说:“这种状态变化可能是可逆的,未来有可能以这些中间神经元为目标,恢复兴奋-抑制平衡。”