我們的行為是由“內在狀態(tài)”驅動的，如焦慮、壓力或口渴——這將強烈影響和激勵我們的行為。關于這些狀態(tài)是如何由復雜的腦回路來表示的，包括扁桃體等皮層下結構，人們知之甚少。在最近發(fā)表在《科學》雜志上的一項研究中，弗里德里希米舍爾生物醫(yī)學研究所(FMI)的AndreasLthi團隊使用深度腦成像技術來監(jiān)測活躍小鼠的杏仁核活動，并揭示編碼行為狀態(tài)的神經元的動態(tài)。
當老鼠餓了，它會進食；當它焦慮時，它會停止探索它的環(huán)境，凍結或逃跑。這種內部狀態(tài)如何與動物的行為相關已經得到了詳細的研究。然而，人們對大腦如何編碼和控制內部狀態(tài)知之甚少。
呂氏集團SNF安比奇翁研究員詹格倫德曼現(xiàn)為巴塞爾大學教授，與呂氏集團博士后計算神經科學家雅艾爾比特曼合作，研究自由活動小鼠杏仁核的神經元活動。在每個州。杏仁核是一個小的杏仁核形狀的大腦結構，被認為是通過與許多大腦區(qū)域的廣泛接觸來調節(jié)情緒、穩(wěn)態(tài)(饑渴)和社會行為的中樞。提示杏仁核在大腦狀態(tài)的協(xié)調中起作用，但這種作用仍不清楚。
利用顯微成像技術，Grndemann和Bitterman追蹤了不同環(huán)境下小鼠杏仁核神經元的活動，這些神經元促進了各種內部狀態(tài)和行為。結果出乎意料：研究人員發(fā)現(xiàn)，兩個大的拮抗神經元——稱為聚集體——在相反的行為狀態(tài)下活躍：當小鼠探索其環(huán)境時，神經元聚集體1活躍；當它們不探索時(意味著它們處于非探索性防御狀態(tài))，神經元集合2是活躍的。
令人驚訝的是，該團的活動與通常與焦慮相關的空間區(qū)域不一致，例如開放空間的安全角落。此外，科學家們沒有想到復雜的內部狀態(tài)及其行為會以相對簡單、低維的活動模式在杏仁核中編碼?？傊@項研究表明，被識別的兩組神經元編碼相反的瞬時狀態(tài)變化，特別是關于探索和防御行為，但沒有提供動物整體焦慮水平的測量。
呂蒂說：“這項研究的優(yōu)勢在于，我們設法直接向大腦詢問了老鼠的情緒狀態(tài)?！叭绻覀兿胫酪粋€行為，我們需要知道大腦！我們可以證明，僅僅根據標準化的行為觀察得出結論可能會產生誤導?！毕乱徊?，呂蒂的團隊希望更多地了解這些活躍的集體是如何出現(xiàn)在杏仁核中的，以及它們如何影響大腦的其他區(qū)域。
這些發(fā)現(xiàn)能與人類焦慮癥有關嗎？呂蒂說：“內部狀態(tài)的編碼——比如焦慮——可能在人類身上以類似于老鼠的方式起作用?！翱梢韵胂?，焦慮癥患者的神經元集合之間存在不同的內部狀態(tài)碼。在精神疾病的動物模型中檢驗這一假設會很有趣?！?
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