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大脑如何平衡冒险和学习

2019-01-12 18:03:12 • 来源：

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大脑如何平衡冒险和学习

大多数动物，从蛔虫到人类，在获取生存所需的资源(如食物)时，更喜欢更可预测的情况。现在，索尔克的科学家们已经发现了动物如何在学习和冒险行为之间取得平衡，从而获得一个更可预测的环境的基础。这项研究揭示了对人类行为至关重要的两种化学信号功能的新细节:多巴胺(负责奖励和冒险)和creb(学习所需的creb)。

先前的研究已经表明，某些神经元对光线的变化做出反应，以确定其环境的变化，但这并不是唯一的机制，”索尔克分子神经生物学实验室助理教授、资深作者Sreekanth Chalasani说。“我们发现了一种评估环境变化的新机制，这是一项对动物生存至关重要的技能。”

通过研究蛔虫(秀丽隐杆线虫)，索尔克的研究人员绘制出了这种新回路如何利用来自蛔虫感官的信息来弄清楚环境的可预测性，并在必要时促使蛔虫转移到新的位置。《神经元》杂志于2015年4月9日详细报道了这项工作。

研究人员说，这条由蛔虫大脑中302个神经元中的16个组成的回路，很可能在更复杂的动物大脑中也有类似的回路，这可能是理解和修复某些精神或行为障碍的起点。

“令人惊讶的是，动物行为的变化在很大程度上可以用它们过去感官体验的变化来解释，而不仅仅是噪音，”这篇论文的合著者、副教授Tatyana Sharpee说。“我们现在可以根据过去的感官经验，独立于遗传因素的影响，预测未来的动物行为。”

研究小组发现，在这个学习回路中，有两对神经元起着“看门人”的作用。一对对大量增加的食物有反应另一对对大量减少的食物有反应。当这些高阈值神经元中的任何一个检测到环境中的巨大变化(例如，从大量食物的气味到没有食物的气味)，它们就会诱导其他神经元释放神经递质多巴胺。

将多巴胺倾倒到大脑中——人类或其他人——会使人更愿意冒险。蛔虫的情况也不一样:在环境中的大量变化刺激下，多巴胺在蛔虫的系统中激增，并激活学习回路中的另外四个神经元，使它们的反应范围更大。这促使蠕虫在更广泛的领域(冒险)更积极地搜索，直到它遇到一个更一致的环境。多巴胺的数量在它的系统中作为过去经验的记忆:大约30分钟左右，它忘记了在那之前收集的信息。

虽然我们已经知道多巴胺的存在与冒险行为有关，但是多巴胺究竟是如何起作用的还没有被很好地理解。有了这项新工作，科学家们现在有了多巴胺信号如何引导蠕虫冒险探索新环境的基本模型。

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