在大腦實施的各種行為中,防止在某些情況下可能有益,但在另一些情況下可能適得其反或有害的行為尤為重要。關于大腦如何實現這一目標,已經獲得了一些見解,但仍有許多不清楚的問題,包括神經遞質多巴胺的參與。揭開這一點可以很好地解釋如何實現行為控制,有助于治療一些具有行為抑制的疾病。
在一項涉及凝視分析和恒河猴目標視覺跟蹤的研究中,筑波大學的研究人員表明,大腦中的多巴胺系統(tǒng)是隨后抑制計劃行動的關鍵。
在《神經元》雜志報道的這項工作中,研究小組將兩只猴子放在電腦屏幕前,并以飲料的形式提供獎勵,訓練它們觀察屏幕上以不同模式呈現的目標。在70%的實驗中,猴子被訓練成將注意力從屏幕中心轉移到另一個目標,但在30%的實驗中,為了抵制這樣做的誘惑。
在觀察屏幕和使用紅外眼動跟蹤系統(tǒng)進行視覺掃描的同時,我們還用單神經元分辨率測量了猴子的神經元活動。具體來說,研究人員在每只猴子身上記錄了大約40個多巴胺相關神經元,并在30%的實驗中分析了它們的活動與成功或失敗之間的相關性,以防止它們將目光轉向新的目標。
雅行松本說:“使用這個實驗裝置,我們發(fā)現當猴子成功地抵抗了改變眼睛方向的沖動時,這些多巴胺能神經元往往非?;钴S?!??!拔覀兒髞碜C實,多巴胺能系統(tǒng)通過注射阻斷多巴胺能神經傳遞的藥物來抑制這種反應?!?
研究小組的結果揭示了參與這種反應抑制的特定腦區(qū)和神經通路的詳細信息,表明黑質和紋狀體神經元中的多巴胺能神經元是取消先前計劃的動作的關鍵。初始命令和后續(xù)抑制計數器命令之間的暫停持續(xù)時間也影響了猴子在實驗中的成功,提供了關于所涉及的機制的提示。
“現在我們已經更多地了解了大腦中預先計劃的行為是如何被抑制的,我們可能能夠治療涉及抑制障礙的疾病,例如帕金森氏病,”第一作者小澤征爾(Takaya Ogasawara)說。
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