當大腦接收外界的信息並利用它來指導我們的行為時，會遵循兩個關鍵的原則：尋求快樂和避免痛苦。近日，美國冷泉港實驗室（CSHL）的科學家們研究了小鼠大腦中的一個信息處理中心——腹側黑質，發現那裡的神經元會分工處理兩種對立的行為動機。這項研究成果發表在2019年12月31日的《神經元》雜誌上，揭示了不同的神經元控制著不同的動機，它們會在一個共同的動機處理大腦迴路中發出的相反信號。最終，這兩組細胞之間的活動平衡可能會決定一個人會去尋找快樂還是避免痛苦。
大腦的動機處理迴路控制著人們的行為，而這又經常被精神疾病打亂。例如，患有抑鬱症的人可能不會再做曾經給他們帶來快樂的事情，而患有焦慮症的人可能會更努力地避免潛在的威脅。
識別和應對潛在獎勵或懲罰的能力部分取決於大腦的腹側黑質。研究人員觀察到，動物在尋求獎勵（如喝水）或逃避懲罰（如吹氣）時，大腦的這一區域會活躍起來。這項研究的領導者，CSHL的Bo Li教授想要知道，位於腹側黑質的不同類型的神經元如何確保動物對這兩種動機相關信號做出適當的反應。
為了進行研究，Li的團隊利用光遺傳學的手段來監控單個腦細胞的活動，並確認了這些腦細胞的身份。經過訓練，小鼠可以將特定的聲音與喝水或吹氣聯繫起來，隨後，研究人員利用這項技術監測了腹側黑質的神經活動。結果發現，利用一種叫做GABA的神經遞質來抑制動機處理迴路活動的神經元，對激發小鼠尋找水的獎勵很重要。另一方面，使用谷氨酸這種神經遞質刺激大腦迴路的神經元，對於小鼠避免受到吹氣懲罰至關重要。
當小鼠同時面對懲罰和獎勵時，兩種神經元都會做出反應。小鼠對混合刺激做出了不同的選擇：例如，口渴的動物比剛喝飽水的小鼠更願意冒著被吹氣的風險去喝水。但是，如果研究小組通過操縱其中一類神經元，人為地改變腹側黑質的活動平衡，就可以改變小鼠的行為。
Li說，抑制或刺激腹側黑質神經元的信號之間的平衡對於控制動物行為的動機至關重要。現在，他正在研究這種平衡是否在精神疾病的患者身上被打破了。「抑鬱症或壓力性焦慮患者的行為變化可能是由這一迴路的變化引起的，」他說。有了這些新發現，研究人員就有了更深入調查這些疾病的原因和症狀的重要線索。
編譯：花花 審稿：阿淼 責編：張夢
期刊來源： 《神經元》
期刊編號： 0896-6273
原文連結：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-12/cshl-htb122719.php
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