
习惯,作为人类日常行为的基石,其形成与执行的神经机制一直是个复杂而引人入胜的谜团。近日,日本京都大学的研究团队在《自然》或《科学》级别的期刊上发表了一项突破性研究,首次揭示了大脑中存在两个截然不同但又相互协作的神经回路,分别掌管习惯的启动与执行强度。这一发现不仅为理解个体间习惯差异提供了神经生物学基础,也为强迫症(OCD)等冲动控制障碍的治疗开辟了新的途径。
习惯的形成,本质上是从有意识、目标导向的行为向无意识、自动化行为的转变。例如,每天坚持清洁、学习或锻炼,最初可能需要刻意为之,但随着重复,这些行为逐渐变得无需思考便能完成。尽管重复是习惯形成的关键,但一个长期未解的问题是:习惯是原始行为的精确复制,还是行为本身在习惯化过程中发生了改变?由于习惯形成通常是一个漫长的过程,在同一受试者体内直接观察习惯形成前后行为和神经变化一直极具挑战。
为了克服这一难题,京都大学的研究团队开发了一种新颖的加速训练方案。他们利用小鼠作为模型,设计了一个两阶段的行为训练流程,能够在短短四天内诱导小鼠形成习惯。这种快速诱导方法使得研究人员得以在同一只小鼠体内,实时追踪从目标导向行为向习惯性行为转变的神经活动。
共同通讯作者浅冈望(Nozomi Asaoka)指出:“习惯是大脑最神秘的功能之一,我们常常难以控制它们,即使它们是我们自己的行为。通过揭示习惯的运作方式,我们最终可能会找到控制它们的方法,而不是让它们控制我们。”
研究团队发现,两个独立的神经回路管理着习惯的完全不同方面。第一个回路,由从前扣带皮层(anterior cingulate cortex, ACC)投射到压后皮层(retrosplenial cortex, RSC)的神经元组成,它决定了一个目标导向行为是否会转化为习惯。研究显示,随着行为自动化程度的提高,这个回路内部的功能连接会系统性地减弱,仿佛一个“习惯守门员”,在行为转化为习惯时逐渐放松其控制。
第二个回路,由从外侧眶额皮层(lateral orbitofrontal cortex, lOFC)投射到中央纹状体(central striatum, CS)的神经元组成,则负责调控习惯行为的执行强度和频率。这个回路就像一个“执行调节器”,解释了为什么不同个体在形成相同习惯后,其行为表现的强度和频率会有显著差异。在已形成习惯的小鼠中,那些该回路神经反应强烈的小鼠保持了高水平的行为执行,而反应较弱的小鼠则表现出较低的执行水平。
为了进一步验证这两个回路的独立作用,研究团队进行了双向通路操控实验。通过人工刺激或抑制这些特定的神经通路,他们成功地按需诱导了习惯的形成,或改变了习惯的执行强度,从而有力地证实了这两个大脑回路在习惯形成和表达中的独特角色。
这项研究的一个关键发现是,习惯形成过程远比传统观点认为的“重复简单地将一个动作复制成习惯”要复杂得多。特别是,研究团队证明即使在习惯成功形成之后,该行为的频率和强度仍存在显著的个体差异。
团队负责人林康纪(Yasunori Hayashi)表示:“我们的研究揭示了习惯形成中先前被忽视的控制机制,展示了什么决定了习惯的执行强度,并有助于解释为什么习惯因人而异。”
研究团队计划进一步扩大研究范围,以探明驱动这些习惯强度个体差异的深层原因。他们希望通过更深入的理解,能帮助人们培养更多有益的习惯,并改进对与强迫症等疾病相关的有害习惯的治疗方法。