我們?cè)谌粘Ｉ�活中做的幾乎每件事都是有目�?biāo)的。大腦可以保持一種動(dòng)機(jī)狀態(tài)來(lái)指導(dǎo)行動(dòng)以達(dá)到預(yù)期的結(jié)果。瑞士巴塞爾大學(xué)Andreas Lüthi團(tuán)隊(duì)揭示了控制行為動(dòng)機(jī)的神經(jīng)元機(jī)制。這一研究成果于2022年1月7日在Science上發(fā)表：A neuronal mechanism for motivational control of behavior。他們?cè)谧杂梢苿?dòng)的小鼠的基底外側(cè)杏仁核中使用Inscopix自由活動(dòng)鈣成像顯微鏡和光遺傳學(xué)方法，發(fā)現(xiàn)在小鼠的目標(biāo)導(dǎo)向行為中，基底外側(cè)杏仁核中的神經(jīng)元整合并編碼了追求結(jié)果的識(shí)別、追求結(jié)果的價(jià)值和行動(dòng)-結(jié)果的權(quán)變信息，從而實(shí)現(xiàn)了行為動(dòng)機(jī)的控制。
   
我們的行動(dòng)是由我們想要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)所驅(qū)動(dòng)的。然而，我們對(duì)大腦中允許我們做出正確決定以達(dá)到目標(biāo)的機(jī)制知之甚少。瑞士巴塞爾大學(xué)Andreas Lüthi實(shí)驗(yàn)室的研究人員現(xiàn)在確定了當(dāng)小鼠以某種方式獲得獎(jiǎng)勵(lì)時(shí)，在小鼠大腦中發(fā)生的一系列事件，以及當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)不是預(yù)期的時(shí)候，它如何適應(yīng)自己的行為。
Andreas Lüthi小組的博士后Julien Courtin訓(xùn)練小鼠完成一項(xiàng)以目標(biāo)為導(dǎo)向的任務(wù)：在過(guò)去的幾天里，動(dòng)物們知道當(dāng)它們按下一個(gè)杠桿時(shí)，會(huì)收到了一滴蔗糖，當(dāng)它們按下另一個(gè)杠桿時(shí)，它們會(huì)收到一滴牛奶。一旦動(dòng)物熟練掌握了這些任務(wù)，Courtin就調(diào)整實(shí)驗(yàn)設(shè)置：不需要小鼠按下杠桿就給它們獎(jiǎng)勵(lì)；或者讓它們按下杠桿而不給獎(jiǎng)勵(lì)；或者讓小鼠只獲得一種獎(jiǎng)勵(lì)。
 
在小鼠的所有這些不同行為中，Courtin等使用Inscopix自由活動(dòng)鈣成像顯微鏡記錄了它們杏仁核中的神經(jīng)活動(dòng)，并與Lüthi實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算神經(jīng)學(xué)家Yael Bitterman一起開(kāi)發(fā)了新的分析方法來(lái)破譯潛在的神經(jīng)元代碼。
 
神經(jīng)環(huán)路預(yù)測(cè)機(jī)制
研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)小鼠按下杠桿1以期待獎(jiǎng)勵(lì)1時(shí)，一組特定的神經(jīng)元是活躍的。但一旦杠桿1不再與獎(jiǎng)勵(lì)相關(guān)，這組神經(jīng)元就失去了活動(dòng)。Courtin說(shuō)：“神經(jīng)元群體不是因?yàn)樾∈蟀聪赂軛U而活躍，而是因?yàn)楦軛U與獎(jiǎng)勵(lì)的期望有關(guān)。當(dāng)小鼠學(xué)會(huì)了不再期待獎(jiǎng)勵(lì)時(shí)，這個(gè)種群消失了。”
 
最值得注意的是，神經(jīng)元的成像結(jié)果顯示，在杏仁核中，神經(jīng)元的活動(dòng)不僅與獎(jiǎng)勵(lì)的類型、大小和發(fā)生的可能性有關(guān)，還會(huì)與它的價(jià)值——一個(gè)取決于許多因素的靈活參數(shù)(例如，小鼠的饑餓程度)。杏仁核將所有這些信息傳遞到大腦的其他區(qū)域，然后這些區(qū)域利用這些信息做出適當(dāng)?shù)臎Q定，并根據(jù)可能的獎(jiǎng)勵(lì)調(diào)整行為。
 
Andreas Lüthi解釋說(shuō)：“僅僅通過(guò)觀察杏仁核，Julien和Yael就能夠得到小鼠預(yù)期獎(jiǎng)勵(lì)的詳細(xì)圖片，以及它需要做什么來(lái)得到它。杏仁核會(huì)做出預(yù)測(cè)——如果我做這個(gè)，我就會(huì)得到那個(gè)——它會(huì)根據(jù)變化調(diào)整這些預(yù)測(cè)。沒(méi)有其他大腦結(jié)構(gòu)可以如此精確地預(yù)測(cè)將要發(fā)生的事情。”

文章結(jié)論與討論，啟發(fā)與展望
研究人員提供了清晰的證據(jù)，表明不同的結(jié)果特異性和可更新的神經(jīng)元活動(dòng)模式之間的相互作用編碼并維持了執(zhí)行適應(yīng)性、自我啟動(dòng)的行動(dòng)消費(fèi)序列所必需的特定動(dòng)機(jī)狀態(tài)。杏仁核神經(jīng)元沿著不同的軸分離行為相關(guān)信息，如結(jié)果認(rèn)同、價(jià)值和期望。因此，此研究引入了特定動(dòng)機(jī)的概念，并擴(kuò)展了經(jīng)典觀點(diǎn)，即杏仁核通過(guò)賦予結(jié)果預(yù)測(cè)感官刺激的價(jià)值來(lái)控制結(jié)果尋求行為。
此項(xiàng)研究的發(fā)現(xiàn)與人類行為息息相關(guān)。每一天，我們都懷著某種期望去執(zhí)行成百上千的行動(dòng)。如果期望沒(méi)有達(dá)到，我們就會(huì)調(diào)整自己的行為——我們改變自己的行為，或更無(wú)意或更頻繁地改變自己的行為。
能夠根據(jù)預(yù)測(cè)調(diào)整我們的行為對(duì)我們?nèi)祟悂?lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，但有時(shí)這些過(guò)程會(huì)受到負(fù)面影響，例如成癮、抑郁、強(qiáng)迫癥(OCD)或帕金森病。Courtin說(shuō)：“在這種情況下，我們闡明了大腦中的行為序列可能沒(méi)有得到適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。這可能成為臨床研究的一條途徑，挑戰(zhàn)在于：當(dāng)大腦在如此短的時(shí)間內(nèi)發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，我們?nèi)绾芜M(jìn)行干預(yù)？”

參考文獻(xiàn)：
J. Courtin*, Y. Bitterman*, S. Müller,J. Hinz, K. M. Hagihara, C. Müller & A. Lüthi. A neuronal mechanism formotivational control of behavior. Science (7 Jan 2022) Vol 375, Issue 6576
* These authors contributed equally

---