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Cell:压力让我们更愿意 “逼上梁山”?

发布时间:2017-11-21 00:00

这一结论发表于 11 月 16 日的 Cell 杂志上。研究人员发现,一个特定的大脑回路的损伤会导致这种反常决策,且能通过操控这个神经回路来恢复正常行为。如果有方法能对人类的这种环路进行优化,那么它将能帮助抑郁症、上瘾和焦虑等与糟糕决策有关的疾病的患者。

“我们在纹状体中发现了一个神经元微环路,可以通过调控它来扭转压力对这类决策的影响。这对我们来说是非常有希望的,但我们也知道到目前为止,这些实验都是在大鼠和小鼠身上进行的。”该研究资深作者,麻省理工学院教授 Ann Graybiel 说。

艰难的决定

2015 年,Graybiel 和研究主要作者 Alexander Friedman 以及同事首先发现了涉及成本 - 利益冲突决策过程的大脑回路。该回路从内侧前额叶皮层(负责情绪控制)开始,延伸到名为纹状质(与习惯形成、动机和奖励强化相关的区域)的神经元簇。

在那项研究中,他们训练啮齿类动物在迷宫中进行选择——明亮光线中的高浓度巧克力奶或者昏暗光线下的低浓度巧克力奶。小鼠虽然喜欢更浓的巧克力奶,但也讨厌明亮的光线。通过利用光遗传学技术抑制皮层神经元和纹状质之间的联系,研究人员发现促使了啮齿类动物低风险、低收益的选择偏好转向高成本、高回报的选择偏好。

在这项新的研究中,研究人员进行了一个类似的实验,不过没有使用光遗传学。相取而代之的是每天将啮齿动物暴露在短期压力内,持续两周。

在经历压力之前,正常的大鼠和小鼠大约一半的时间将会选择进入弱光线低浓度巧克力奶的迷宫区域。研究人员逐渐增加了昏暗光线侧的巧克力奶的浓度,小鼠也随之聚集在这一侧。

然而,当长期压力大的大鼠和小鼠处于相同的状态时,即使巧克力奶浓度在较暗的一侧大幅增加,却仍继续选择明亮侧的高浓度巧克力奶。这与利用光遗传学破坏前额皮质 - 纹状质的环路的啮齿类动物的行为相同。

“结果是,动物忽视了高成本,选择了高回报。” Friedman 说。

环路动态

研究人员认为,这种环路整合了决策积极和负面的信息,帮助大脑做出决定。通常情况下,当回路开启时,前额叶皮层的神经元会激活特定的神经元——高频放电中间神经元,后者抑制纹状质的活动。

当动物们受到压力时,这些环路的动态发生改变,皮质神经元放电太迟以至于无法抑制纹状质,从而使后者过度兴奋。最终导致决策异常。

研究人员发现,这种转变一旦发生,就会持续数月。但是,通过利用光遗传学来刺激高频放电中间神经元,从而抑制纹状质,能够恢复压力小鼠的正常决策。这表明,在慢性压力下,前额皮质 - 纹状质的回路仍然完整,因此或许能通过调控来恢复做出异常决策患者的正常行为。

参考资料:Neuroscientists find chronic stress skews decisions toward higher-risk options

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