研究发现大脑中微小的区域控制着对奖励的渴望

根据8月31日发表在该杂志上的一项研究,大脑中间一个微小但重要的区域起着开关的作用,它决定动物何时愿意为获得奖励而工作,何时停止工作当代生物学.
“这项研究改变了我们对这个问题的看法大脑高级作者Melissa Warden说,她是神经生物学和行为系的助理教授和Miriam M. Salpeter研究员,该系由文理学院和农业与生命科学学院共享。
沃登说:“这对精神疾病有影响,尤其是抑郁症和焦虑症。”
这篇论文,“外侧Habenula神经元的进行性活动作为寻求奖励行为的中性价闸”,阐明了外侧Habenula的作用,它是位于丘脑顶部的一个小结构,它从大脑的前部和中部向产生神经递质如血清素和多巴胺的区域输送高级信息。
到目前为止,侧缰肌的确切作用还不清楚。新的研究表明,当这一大脑区域的神经元关闭时,动物会为获得奖励而工作;当这些神经元激活时,动物就会脱离工作状态,停止工作。实验表明,当动物得到足够的奖励并感到满足时,或者当它发现自己的工作不再产生奖励时,侧缰骨会专门打开。
神经科学家根据大脑区域的功能,给它们赋正负值。此前的研究表明,当动物处于抑郁状态时,侧缰骨就会打开,而人类的抑郁状态则与情绪低落、忧郁和焦虑有关,而这被认为是消极的。
Warden说:“对于habenula的更普遍的解释不是消极或积极的,而是动物是否愿意工作。”
这一点很重要,因为神经外科医生一直在研究外侧鞍骨作为深脑刺激治疗严重抑郁症的靶点。沃登说,由于外侧缰骨调节着人们是否愿意为了报酬而工作,这项研究表明它可能不是治疗焦虑、情绪低落和忧郁的好靶点。
相反,外侧缰骨可能是治疗与冷漠相关的疾病的更合适的目标,当病人脱离世界时,Warden说。虽然抑郁和冷漠通常是相关的,但在某些类型的精神分裂症中,当患者出现局部脑损伤以及帕金森氏症(Parkinson’s disease),这种疾病存在冷漠,但没有情绪低落。
“但除了那些症状单独出现的病例之外,”沃登说,“这是当今研究的一大推动力精神疾病就是试图了解一种疾病的不同症状是否以及如何受到大脑中不同网络的调节。”
在这项研究中,研究人员使用了老鼠经过工程改造,外侧缰骨中的细胞在激活时发出荧光,当它们不活跃时停止发出荧光。放置在安全带上方的光纤灯丝收集和计数来自荧光的光子,并提供种群水平的活动记录。老鼠被放在一个盒子里,盒子的一边有一个洞,另一边有一个喷水口;当一只老鼠把头伸进洞里,它就会得到水作为奖励。
在一项实验中,当动物们从工作中解脱出来时,外侧缰骨的细胞显示出持续的放电,因为它们已经受够了奖励,感到满足并自行停止。在另一项实验中,当研究人员在最初的坚持之后关闭奖励时,当老鼠退出任务时,大脑区域变得活跃起来。研究人员发现外侧缰特别在鼠标退出时触发。
研究人员还使用了一种名为光遗传学的技术来控制缰肌的活动。在这些实验中,对小鼠进行了基因改造,使其在光照下表达一种抑制缰肌活动的分子。沃登说,抑制这一大脑区域会使老鼠在获得奖励的情况下工作更长时间。
瑞安,博士学位。和曾在沃登实验室工作的前助理研究员大卫·布尔金(David Bulkin)是这篇论文的共同第一作者。
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