研究发现微小的大脑区域控制为奖励工作

根据8月31日发表在《当代生物学》杂志上的一项研究，大脑中部的一个微小但重要的区域充当了一个开关，它决定了动物何时愿意为获得奖励而工作以及何时停止工作。

“这项研究改变了我们对这个特定大脑区域的看法，”资深作者MelissaWarden说，他是神经生物学和行为系的助理教授兼MiriamM.Salpeter研究员，该系由艺术与科学学院和学院共享。农业和生命科学。

“它对精神疾病有影响，特别是抑郁症和焦虑症，”沃登说。

论文“侧缰核神经元的补品活动作为寻求奖励行为的中性价制动器”阐明了侧缰核的作用，这是丘脑顶部的一个小结构，它从前面和大脑中心到产生神经递质的区域，如血清素和多巴胺。

到目前为止，外侧缰核的确切作用还不清楚。新的研究表明，当这个大脑区域的神经元关闭时，动物会为奖励而工作。当这些神经元发射时，动物就会脱离并停止工作。实验表明，当动物获得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，侧缰核就会开启。

神经科学家根据大脑区域的功能为大脑区域分配正值和负值。先前的研究表明，当动物处于抑郁状态时，外侧缰核会打开，这与人类情绪低落、忧郁和焦虑有关，这些被认为是负面的。

“对缰核的更一般解释不是消极/积极-这是动物是否愿意工作，”Warden说。

这一点很重要，因为神经外科医生一直在研究外侧缰核作为深部脑刺激治疗严重抑郁症的目标。Warden说，由于外侧缰核调节某人是否愿意为获得奖励而工作，这项研究表明它可能不是治疗焦虑、情绪低落和忧郁的好目标。

相反，当患者与世界脱离接触时，外侧缰核可能是治疗与冷漠相关的疾病的更合适的目标，Warden说。虽然抑郁症和冷漠通常相关，但在某些类型的精神分裂症中发现了一些情况，当患者有局部脑损伤时，以及帕金森病，其中存在冷漠而没有情绪低落。

“但除了症状孤立出现的情况，”沃登说，“这些天研究精神疾病的主要推动力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，研究人员使用了经过改造的小鼠，使外侧缰核中的细胞在发射时发出荧光，并在它们不活跃时停止发出荧光。放置在缰核上方的光纤灯丝从荧光中收集和计数光子，并提供种群水平的活动记录。将老鼠放在一个盒子里，盒子的一边是洞，另一边是水嘴;当一只老鼠把头伸进洞里时，它得到了水的奖励。

在一项实验中，当动物因为已经获得足够的奖励并且感到满足并自行停止工作而脱离工作时，外侧缰核中的细胞表现出持续的放电。在另一项实验中，当研究人员关闭奖励时，在最初的坚持之后，当老鼠退出任务时，大脑区域变得活跃。研究人员发现，当老鼠退出时，外侧缰核会特别触发。

研究人员还使用一种称为光遗传学的技术来控制缰核的活动。在这些实验中，小鼠被设计为在有光的情况下表达一种抑制缰核活性的分子。Warden说，尽管获得了奖励，但抑制这个大脑区域会导致老鼠工作更长时间。

瑞安邮政博士'20和前研究助理DavidBulkin，之前都在Warden的实验室工作，是该论文的共同第一作者。

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