快樂和痛苦是我們經常會有的兩種情緒。大腦神經元是如何處理這些相反的行為動機的?最近,冷泉港實驗室(CSHL)的研究人員在《Neuron》中揭示了這種機制,即不同類型的神經元控制正負動機,并沿著共同的動機處理腦回路發送相反的信號。這兩組細胞之間的活動平衡可能決定一個人尋求快樂還是避免痛苦。
腹側蒼白球(圖中VP),小鼠大腦中的信息處理中樞來自:李實驗室/2019
在某種程度上,識別和應對潛在獎勵和懲罰的能力是由大腦腹側蒼白球(VP)調節的。為了探索不同類型的神經元如何確保動物對這兩種動機相關的信號做出適當的反應,李博教授和其他人訓練老鼠將某些聲音與一口水(獎勵)或一口空氣(懲罰)聯系起來,并用閃光燈監測VP中單個腦細胞的活動。同時發現,利用GABA神經遞質抑制影響動機的回路中的活躍神經元,在刺激小鼠尋求水獎賞中非常重要。另一方面,谷氨酸神經遞質被用于刺激腦回路中的神經元,這也是避免空氣膨脹的懲罰所必需的。
單個腦細胞活動的監測來源于:李實驗室/2019
當面對獎勵和懲罰的復合刺激時,不同情境的老鼠會有不同的反應。例如,口渴的動物比剛喝夠水的動物更愿意冒著吸入空氣的風險喝一口水。然而,如果研究人員通過操縱其中一個神經元來人為改變VP活動的平衡,就會改變動物的行為。
或者刺激大腦皮層VP神經元信號的平衡,對控制動物的行為動機至關重要。李博教授推測,抑郁癥或應激性焦慮患者的行為變化可能是由這一回路的變化引起的。未來的研究小組將更深入地探索這些疾病的原因和癥狀。
參考資料:
[1]大腦如何平衡快樂和痛苦