冲绳科学技术大学院大学的神经科学家发表在《自然·通讯》上的一项新研究探讨了这种行为灵活性如何在小鼠中起作用。研究发现，当期望突然改变时，大脑特定区域释放的神经递质乙酰胆碱显著增加，导致小鼠表现出更多的“输-变”行为。乙酰胆碱的增加量越大，小鼠改变未来选择的可能性就越大。当乙酰胆碱水平下降时，小鼠在失去奖励后改变决定的可能性大大降低。结果证明了乙酰胆碱在打破习惯和做出新选择方面的重要性。

研究人员训练小鼠在虚拟迷宫中导航，学习哪条路线会导致奖励。熟悉任务后，科学家突然改变了正确的路径，导致小鼠失去了预期的奖励。在此期间，研究人员使用双光子显微镜监测大脑活动。为了验证乙酰胆碱负责行为转变，研究人员降低了动物产生这种神经递质的能力。这证实了这种化学物质在帮助大脑适应条件变化方面起着至关重要的作用。尽管大多数胆碱能中间神经元在实验期间增加了乙酰胆碱的释放，但一小群细胞几乎没有变化甚至减少。研究人员认为，这些区域可能有助于保留先前成功路径的记忆。

理解神经系统疾病

研究人员强调，行为灵活性涉及许多相互连接的大脑系统。目前的研究结果为这一难题提供了重要的一块，但并不代表整个机制。其他大脑区域、细胞和神经递质也参与了控制行为如何响应新情况而变化的复杂网络。然而，这仍然是重要的一块，因为包含这些胆碱能中间神经元的纹状体活动是这一系统的核心组成部分。理解乙酰胆碱如何影响行为可能有助于研究人员开发针对几种神经和精神疾病的改进治疗方法。

参考文献

Sarpong, G. A., Wickens, J. R. et al. (2025). Spatially heterogeneous acetylcholine dynamics in the striatum promote behavioral flexibility. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-025-66826-1

该研究利用双光子钙成像和乙酰胆碱传感器，实时监测了小鼠在奖励预期改变（奖励去价值化任务）时背侧纹状体的神经活动。研究发现，胆碱能中间神经元释放的乙酰胆碱在空间上呈现异质性，其释放量与动物随后改变行为（即“输-变”行为）的概率呈正相关，且降低乙酰胆碱水平会损害这种行为灵活性。研究团队来自冲绳科学技术大学院大学等机构。