这是一个典型的中产阶级困境:我们应该购买一个完美的第二套房,但需要数小时才能到达,还是应该选择一个较近但不那么理想的房子?在啮齿动物世界中,一个类似的决策情况可能是,“我喜欢的食物是在这条小巷还是那边?”
通过发现特定的大鼠脑神经元能够结合或“整合”不同的信息(例如位置与奖励),研究人员开始了解大脑如何控制决策和目标导向行为。这些行为包括动物的觅食和导航,以及人类是否购买特定的第二套房,或者总体上是否偏好长期利益而非即刻满足。
由冷泉港实验室的Zach Mainen博士领导的研究首次表明,脑神经元能够整合空间和奖励信息。这一结果与之前的“纯经济”观点形成对比,后者认为眶额叶皮层(OFC)的神经元仅参与评估价值。
此外,本研究发表在《Neuron》杂志上,对于理解影响人类决策、动机和情绪的病理状况具有重要意义,例如成瘾、抑郁症、强迫症、自闭症和其他思维或情绪障碍。
“最终,我们试图了解神经元群体如何参与感知、意识和目标导向行为的形成,”Mainen说。“通过这项研究,我们获得了关于大脑如何代表动物目标的一些初步具体线索。”
这项研究由研究生Claudia Feierstein领导,她记录了大鼠在执行气味辨别任务时OFC神经元的活动。
在任务中,动物通过将鼻子插入位于中心的气味端口接收测试气味(“A”或“B”)。然后,动物通过将鼻子插入位于右侧(气味A)或左侧(气味B)的选择端口来选择气味A或B作为与测试气味相同的气味。如果动物选择正确,它将获得奖励(一滴水)。
正如预期的那样,许多神经元在动物向右或向左移动时(即朝向气味A或B)积极地发出“我正在获得奖励”的信号。
令人惊讶的是,一些OFC神经元发出“我正在获得右侧的奖励”的信号,而另一些则发出“我正在获得左侧的奖励”的信号。
Mainen表示,他下一步将研究动物在学习识别新气味时大脑中发生了什么。