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腦科學(xué)世界當(dāng)我們的大腦接收外界信息并用它來(lái)指導(dǎo)我們的行為時(shí)，會(huì)遵循兩個(gè)關(guān)鍵的原則來(lái)指導(dǎo)我們所做的選擇，這兩個(gè)原則分別是：尋求快樂(lè)和避免痛苦。冷泉港實(shí)驗(yàn)室（CSHL）的研究人員聚焦于老鼠大腦中的一個(gè)信息處理中樞，來(lái)探究位于該位置的神經(jīng)元是如何分工合作，處理這些對(duì)立的行為動(dòng)機(jī)的。
他們的研究報(bào)告發(fā)表在2019年12月31日的《神經(jīng)元》雜志上，研究表明積極和消極的動(dòng)機(jī)是由不同類(lèi)別的神經(jīng)元控制的，這些神經(jīng)元會(huì)沿著共享的動(dòng)機(jī)加工腦回路發(fā)送相反的信號(hào)。領(lǐng)導(dǎo)這項(xiàng)研究的CSHL教授Bo Li（李波）教授說(shuō)，這兩組細(xì)胞之間最終的動(dòng)態(tài)平衡，可能決定一個(gè)人是體驗(yàn)尋求愉快的經(jīng)歷，還是體驗(yàn)避免消極的經(jīng)歷。
圖注:研究人員將目光聚焦于腹側(cè)蒼白球這一位置（見(jiàn)腦圖中的VP區(qū)域），這是大腦中的一個(gè)信息處理中樞，研究者的目的是，探究位于這一位置的神經(jīng)元是如何影響動(dòng)物尋求愉悅體驗(yàn)或避免消極體驗(yàn)動(dòng)機(jī)的。
李波教授想了解大腦的動(dòng)機(jī)加工腦回路，因?yàn)檫@些腦回路控制的行為在精神病患者中通常是有缺陷的。比如說(shuō)，患有抑郁癥的人可能會(huì)停止去做那些曾經(jīng)給他們帶來(lái)快樂(lè)的事情，而患有焦慮癥的人可能會(huì)采取更多的措施來(lái)避免潛在的威脅。
個(gè)體識(shí)別和應(yīng)對(duì)潛在獎(jiǎng)賞和懲罰的能力，在一定程度上取決于大腦中被稱(chēng)為腹側(cè)蒼白球的這一部分腦區(qū)。在動(dòng)物尋求獎(jiǎng)賞（如:一小口水）或逃避懲罰（如:起干擾作用的送氣）時(shí)，研究人員在其大腦的這一區(qū)域觀察到了活動(dòng)。研究者想了解的是，位于大腦這一區(qū)域的不同類(lèi)型神經(jīng)元，是如何確保動(dòng)物對(duì)與這兩種動(dòng)機(jī)相關(guān)的信號(hào)做出適當(dāng)反應(yīng)的。
圖注:CSHL教授Bo Li與其同事監(jiān)測(cè)了單個(gè)腦細(xì)胞的活動(dòng)，并用一道閃光識(shí)別了這些細(xì)胞的類(lèi)型。在訓(xùn)練老鼠使其能夠?qū)⒛承┞曇襞c一小口水或一股空氣聯(lián)系起來(lái)之后，他們監(jiān)測(cè)了老鼠腹側(cè)蒼白球白球的神經(jīng)活動(dòng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，那些使用神經(jīng)遞質(zhì)GABA來(lái)抑制影響動(dòng)機(jī)回路活動(dòng)的神經(jīng)元，在激勵(lì)小鼠尋求水的獎(jiǎng)勵(lì)時(shí)非常重要。那些使用神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸來(lái)刺激大腦回路的神經(jīng)元，對(duì)于避免送氣懲罰是必不可少的
為了進(jìn)行研究，他的團(tuán)隊(duì)使用了能夠幫助他們監(jiān)測(cè)單個(gè)腦細(xì)胞的活動(dòng)，并通過(guò)閃光確認(rèn)這些細(xì)胞身份的研究工具。在訓(xùn)練老鼠使其能夠?qū)⒛承┞曇襞c一小口水或一股空氣聯(lián)系起來(lái)后，李和他的同事使用這些技術(shù)來(lái)監(jiān)測(cè)老鼠腹側(cè)蒼白球的神經(jīng)活動(dòng)。他們發(fā)現(xiàn)，那些利用GABA神經(jīng)遞質(zhì)來(lái)抑制影響動(dòng)機(jī)回路活動(dòng)的神經(jīng)元，對(duì)于激勵(lì)小鼠尋求水的獎(jiǎng)勵(lì)來(lái)說(shuō)非常重要。另一方面，使用谷氨酸這種神經(jīng)遞質(zhì)來(lái)刺激大腦回路的神經(jīng)元，對(duì)于避免，送氣懲罰來(lái)講是必不可少的。
在更復(fù)雜的情況下，當(dāng)動(dòng)物被賦予潛在的懲罰和獎(jiǎng)勵(lì)時(shí)，其兩組神經(jīng)元都會(huì)做出反應(yīng)。老鼠對(duì)這些綜合刺激做出了不同的選擇：例如，口渴的動(dòng)物比剛喝完水的動(dòng)物，更愿意冒著被送氣的風(fēng)險(xiǎn)喝一口水。但是，如果研究小組通過(guò)操縱一類(lèi)或另一類(lèi)神經(jīng)元，人為地改變腹側(cè)蒼白球的活動(dòng)平衡，那么他們的這一操作可能會(huì)改變動(dòng)物的行為。
李波說(shuō)，抑制或刺激腹側(cè)蒼白球神經(jīng)元的信號(hào)之間的平衡，在控制動(dòng)物的行為動(dòng)機(jī)方面是非常重要的。目前，他迫切地想要了解，究竟精神障礙患者是否也會(huì)受到類(lèi)似的干擾。“抑郁癥患者或壓力誘發(fā)的焦慮癥患者的行為改變，可能就是因?yàn)檫@一回路的變化引起的，”他說(shuō)。
隨著新的發(fā)現(xiàn)浮出水面，李波的團(tuán)隊(duì)對(duì)于如何更深入地調(diào)查這些疾病的原因和癥狀有了重要的線索。
李波教授【簡(jiǎn)介】
2003年畢業(yè)于加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)，獲博士學(xué)位。2003-2008年在冷泉港實(shí)驗(yàn)室（Cold Spring Harbor Laboratory, CSHL）從事博士后研究；2008-2013年在CSHL任助理教授；2013年至今任CSHL教授，實(shí)驗(yàn)室的研究重點(diǎn)是了解神經(jīng)環(huán)路與行為之間的聯(lián)系，尤為側(cè)重于探究行為方面的突觸與環(huán)路機(jī)制，例如注意力、動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)與記憶。曾獲得美國(guó)精神衛(wèi)生研究所創(chuàng)新新科學(xué)家生物行為研究獎(jiǎng)（Biobehavioral Research Awards for Innovative New Scientists (BRAINS), National Institute of Mental Health）、美國(guó)精神分裂癥和抑郁癥研究協(xié)會(huì)2010年青年研究員獎(jiǎng)（NARSAD 2010 Young Investigator Award, National Association for Research on Schizophrenia And Depression ）、溫伯特赫爾卓越教學(xué)獎(jiǎng)（Winship Herr Award for Excellence in Teaching）、2015年NARSAD獨(dú)立研究員獎(jiǎng)（NARSAD 2015 Independent Investigator Award）、James M.和Cathleen D. Stone教師獎(jiǎng)（The James M. and Cathleen D. Stone Faculty Award）在內(nèi)的多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)。
參考文獻(xiàn)：Stephenson-Jones, M. et al, “Opposing contributions of GABAergic and glutamatergic ventral pallidal neurons to motivational behaviours” appeared in Neuron
作者信息
編譯作者：向河（brainnews創(chuàng)作團(tuán)隊(duì)）
校審：Simon（brainnews編輯部）
