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研究發現:腦神經細胞可權衡“代價”和“收益”

田學科

2015年08月27日16:42    來源:科技日報    手機看新聞

  人類是習慣性動物,喜歡日復一日地重復著同樣的行為。美國麻省理工學院(MIT)的最新研究發現,習慣的養成不僅受到“尋求利益”的動機驅使,而且還受到“代價考量”制約﹔與“代價與利益”兩大要因關聯的神經元在大腦中發育成熟,最終導致習慣的養成。

  MIT麥戈文大腦研究所教授安·格雷比爾等人通過對猴子等靈長類動物進行多年研究發現,至少在靈長類動物中,習慣的養成由表述行為代價和利益的神經細胞驅動。她指出,“大腦(決定)就是為尋求成本和收益的最優化”。

  格雷比爾等人幾年前在鼠、猴等動物實驗中曾發現,表示習慣(如身體動作)開始和結束的信號會通過大腦紋狀體上的神經元清楚地表現出來。

  而在記錄靈長類動物習慣行為開始和結束信號的最新實驗中,研究人員發現,隨著猴子學習時間的增加,其習慣性行為的結束信號發生著戲劇性改變——猴子在發現“誘餌”之后和獲得“收益”之前,出現了一個400毫秒的時間窗口。在學習的早期階段,信號還比較模糊,難以精確計算,整個時間窗都是亮點﹔但隨著學習的進行,神經元開始在這個極短的時間窗裡顯示出代表猴子習慣的明顯亮點。隨著動物不斷重復動作,信號會變得越來越強,當習慣養成后,以此獲得的神經元模型也就形成了。

  為了探討這些神經元光點與習慣養成的關聯性,研究人員比較了神經活動與行為活動,發現兩種活動變化處於並行狀態。密切的關聯性說明,收益和代價均在神經元中被表述出來,並引導習慣行為的培養。但這些神經元對習慣形成到底發揮了多大作用,尚需做進一步研究。

  格雷比爾認為,該發現有利於深入了解和治療導致重復性行為錯誤的神經紊亂疾病,如帕金森病、亨廷頓病、妥瑞氏症和強迫性精神障礙疾病等。此項研究首次揭示了“成本考量”與習慣形成的關系。

  相關研究成果發表於近期出版的《神經元》雜志上。

(責編:辛靜、徐馳)


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