研究发现大脑中连接运动和动机的中枢

我们的日常生活依赖于有计划地在环境中移动来实现目标。麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所的神经科学家们的一项新研究发现，一个连接良好的大脑区域是指导目标导向运动和动机性行为的回路之间的关键链接。

9月19日发表于当代生物学研究表明，侧隔(LS)被认为是调节行为不可或缺的区域，与许多行为有关精神疾病当动物在一个环境中导航和学习如何获得奖励时，它会直接编码有关动物速度和加速度的信息。

该研究的第一作者汉娜·维特沙夫特(Hannah Wirtshafter)说:“完成一项简单的任务，比如为晚餐准备食物，需要大脑中大量区域的参与和协调，并需要权衡许多因素:例如，从冰箱里拿食物和去餐馆要花多少精力。”“我们发现LS可能会帮助你做出一些决定。LS代表地点、运动和动机信息，这可能使LS能够帮助您整合或优化性能，跨越地点、速度和其他环境信号的考虑。”

先前的研究已经将LS的重要行为功能归因于它，如调节焦虑、攻击和情绪。它也被认为与成瘾、精神病、抑郁和焦虑有关。神经科学家已经追踪到它与海马体的联系，海马体是编码的关键中心空间记忆把它们和上下文联系起来腹侧被盖区(VTA)，一个通过神经递质多巴胺调节目标导向行为的区域。但直到现在，还没有人证明LS直接跟踪运动或与海马体进行交流，例如通过与特定的神经节奏同步，关于运动和奖励的空间背景。

Wirtshafter说:“海马体是大脑中被研究最多的区域之一，因为它涉及记忆、空间导航和大量疾病，如阿尔茨海默氏症。”Wirtshafter最近获得了博士学位，在神经生物学谢曼·费尔柴德教授的高级作者马修·威尔逊的实验室进行研究。“相对而言，我们对侧隔知之甚少，尽管它从海马体接收大量信息，并与与动机和运动有关的多个区域相连。”

威尔逊说，这项研究有助于阐明下丘脑作为运动和动机信息的交汇点的重要性，例如海马体和VTA。

他说:“这一发现表明，运动和通过下下丘脑的多巴胺能控制之间存在联系，这可能与记忆、认知和疾病有关。”

跟踪的思想

Wirtshafter能够直接观察LS和海马体之间的相互作用，方法是同时记录大鼠在t形迷宫中寻求奖励时每个区域数百个神经元的电峰值活动，以及当它们习惯于在开放的盒子环境中将光和声音线索与奖励联系起来时。

在这些数据中，她和威尔逊观察到了LS背侧区域的速度和加速峰值代码，并看到了明显的迹象，表明重叠的神经元群体正在处理基于海马体信号的信息，包括与海马体大脑节律相关联的峰值活动，t迷宫中的位置依赖放电，以及条件反射任务中的线索和奖励反应。这些观察结果表明，鼻中隔可能是运动和空间环境信息的汇聚点。

Wirtshafter的测量还表明，在依赖空间工作记忆的选择行为中，LS峰值与海马θ波节律的协调性被选择性地增强，这表明LS可能是导航过程中选择结果的关键信息中继。

将运动置于语境中

Wilson和Wirtshafter说，总的来说，研究结果表明，下丘脑中与运动相关的信号，结合它从海马体接收到的输入，可能使下丘脑有助于动物意识到自己在空间中的位置，以及它评估由动物运动引起的与任务相关的变化的能力，例如当它到达一个选择点时。

这也表明，据报道，LS调节情感和行为的能力可能来自于它评估运动过程中内部状态如何变化的能力，以及这些变化的结果和结果。例如，下丘脑可能有助于引导运动朝向或远离正面或负面刺激的位置。

因此，这项新研究为侧隔在定向行为中的作用提供了新的视角，研究人员补充说，鉴于LS与一些疾病的已知联系，它也可能为更广泛地理解情绪、动机和运动相关的机制以及精神疾病的神经精神基础提供了新的含义。

Wirtshafter说:“了解LS在运动和动机方面的作用将帮助我们理解大脑如何做出基本决定，以及这些过程的中断如何导致不同的疾病。”