焦慮、成癮和其他精神疾病的特征通常是科學家所說的強烈的覺醒狀態(tài)：心跳加速、血壓讀數(shù)上升、呼吸變短和做出“錯誤”的決定。為了了解這些狀態(tài)如何影響大腦的決策過程，西奈山伊坎醫(yī)學院的科學家們分析了先前對非人類靈長類動物進行的研究的數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)大腦的兩個決策中心包含可能專門監(jiān)測身體內(nèi)部動態(tài)的神經(jīng)元。此外，通過將一些決策神經(jīng)元轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)部狀態(tài)監(jiān)視器，高度的喚醒狀態(tài)似乎重新連接了一個中心。
“我們的研究結(jié)果表明，大腦的決策電路可能會連接到不斷監(jiān)控和整合體內(nèi)發(fā)生的事情。因此，我們喚醒水平的變化可以改變這些回路的工作方式，”西奈山納什家庭神經(jīng)科學和弗里德曼腦研究所副教授、該研究的資深作者彼得魯?shù)仑惪瞬┦空f。在PNAS(美國國家科學院院刊)。“我們希望這些結(jié)果將幫助研究人員更好地了解導致多種精神疾病的大腦區(qū)域和基本細胞過程。”
該研究由 Rudebeck 博士實驗室的講師 Atsushi Fujimoto 醫(yī)學博士領導，他之前研究過大腦如何控制冒險行為。
多年來，科學家們將喚醒和決策績效之間的關系描述為“U 形曲線”?；旧希稽c點的喚醒——比如喝完一杯咖啡后的體驗——可能會產(chǎn)生最佳表現(xiàn)。但是過多或過少的喚醒都會增加大腦做出緩慢或錯誤決定的機會。
這項研究的初步結(jié)果支持了這一想法。研究人員分析了之前一組實驗的數(shù)據(jù)，這些實驗測試了三只恒河猴在接受兩種獎勵之間做出決定的能力：大量美味果汁或少量。Rudebeck 博士在美國國家心理健康研究所擔任博士后研究員期間進行了這些實驗。正如預期的那樣，猴子一直選擇喝更多的果汁，平均而言，當他們的心跳加快時，他們做出這個決定的速度也會更快，這支持了興奮狀態(tài)可以促進更好表現(xiàn)的觀點。
接下來，研究人員分析了從稱為眶額皮質(zhì)和背側(cè)前扣帶回皮質(zhì)的兩個大腦決策中心的神經(jīng)元記錄的電活動。
他們發(fā)現(xiàn)，任一區(qū)域中約六分之一的神經(jīng)元活動與心率波動相關。換句話說，如果動物的心率發(fā)生變化，那么這些細胞的活動也會通過加速或減速而改變。這項活動似乎不受關于猴子收到的不同獎勵的決定的影響。同時，每個區(qū)域剩余細胞的活動似乎主要參與決策過程。
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