随着人们年龄的增长,他们常常失去动机学习新事物或从事日常活动。在一个研究的老鼠,麻省理工学院神经学家已经确定了大脑电路,是至关重要的维持这种动机。
这条赛道是特别重要的学习作出决定,要求评估的成本和报酬与一个特定的行动。研究人员表明,他们可以提高老年小鼠的动机从事这种类型的学习通过重新激活这个电路,和他们也可以减少动机通过抑制电路。
随着年龄的增长,很难有劲头的态度说对的事情,安布耶尔,麻省理工学院教授和麦戈文脑研究所的成员。这劲头,或订婚,是重要的对于我们的社会福利和学习;很难学习如果你不参加和参与。”
布耶尔是这项研究的资深作者,这似乎在今天细胞。该论文的主要作者是亚历山大·弗里德曼,前麻省理工学院的科学家现在是德克萨斯大学埃尔帕索分校助理教授,和艾米丽Hueske,麻省理工学院的研究科学家。
评估成本和收益
纹状体是大脑基底神经节的一部分——一组中心联系习惯形成控制随意运动,情感,上瘾。几十年来,布耶尔的实验室一直在研究集群的细胞称为striosomes,分布在整个纹状体。布耶尔发现striosomes很多年前,但它们的功能仍然是神秘的,部分因为他们太小,大脑深处,很难与形象功能性磁共振成像(fMRI)。
近年来,弗里德曼,布耶尔和他的同事们,包括麻省理工学院研究员中国云南Amemori发现striosomes发挥重要作用的一种决策被称为回避冲突的冲突。这些决定包括选择是否要好的和不好的,或者为了避免——当给定的选项都有正面和负面的元素。这种决策的一个例子是在选择是否要支付更多的工作但部队离开家人和朋友。这样的决定往往会激发巨大的焦虑。
在一个相关的研究中,布耶尔的实验室发现striosomes连接到黑质细胞,大脑中产生多巴胺的主要中心之一。这些研究使研究人员假设striosomes可能充当看门人,吸收来自大脑皮层感觉和情感信息集成到生产决定如何行动。这些行动中产生多巴胺的细胞可以精力充沛。
研究人员后来发现,慢性应激对电路产生重大影响,在这种情感决策。在2017年的一项研究在老鼠和老鼠,它们表明,强调动物更可能选择高风险、高回报的选择,但他们可能会阻止这种效应通过控制电路。
在新细胞研究中,研究者着手调查发生了什么在striosomes老鼠学习如何做出这些决定。要做到这一点,他们测量和分析活动的striosomes老鼠学会了选择积极的和消极的结果。
在实验过程中,老鼠听到两种不同的音调,其中一个是伴随着一个奖励(糖水),另一个是搭配了一个温和的厌恶刺激(亮光)。老鼠逐渐了解到如果他们舔槽更当他们听到第一个音,他们会得到更多的糖水,如果他们舔在第二次,灯不会亮。
学习执行这种任务需要将值分配给每个成本和回报。研究人员发现,当老鼠学习任务,striosomes显示活动高于其他地区的纹状体和这个活动与老鼠的行为反应的两个音调。这表明striosomes可以将主观价值分配给一个特定的结果的关键。
为了生存,为了做你正在做的事情,你总是需要学习。你需要学习什么是对你有好处,对你不好,”弗里德曼说。
的一个人,或一只老鼠,可能值奖励,经历的风险可能很高成本是不知所措,而另一个可能希望避免成本排除所有的回报。这些可能导致reward-driven学习一些和成本驱动学习他人,Hueske说。
研究人员发现,抑制性神经元传递信号的前额叶皮层帮助striosomes提高信噪比,这有助于产生强烈的信号,当老鼠评估高成本、高回报的选择。
失去动力
接下来,研究者们发现年长的老鼠体内(13和21个月之间,大致相当于60岁以上)的人,老鼠的参与学习这种类型的成本效益分析。同时,striosomal活动拒绝年轻的老鼠相比。研究人员发现一个类似的亏损动机亨廷顿氏舞蹈症的小鼠模型,神经退行性疾病,影响到纹状体及其striosomes。
当研究人员利用基因靶向药物来提高striosomes的活动,他们发现这些老鼠变得更加从事任务的性能。相反,抑制striosomal活动导致脱离。
除了正常的年龄相关性下降,许多精神健康障碍患者可以斜能力评估的成本和回报行动,从焦虑和抑郁状况如创伤后应激障碍。例如,一个抑郁的人可能会低估潜在的有益的经验,虽然有人患有上瘾可能高估药物但低估他们的工作或他们的家庭。
研究人员目前正在研发的药物治疗可以刺激这条赛道,和他们认为,训练患者加强活动电路通过生物反馈可以提供另一个潜在的方法来提高他们的成本效益评估。
”如果你能确定这是潜在的主观评价奖励机制和成本,并使用现代技术,可以操纵它,精神状态或生物反馈,患者可以激活电路正确,”弗里德曼说。
