我們的行為是由“內(nèi)在狀態(tài)”驅(qū)動(dòng)的，如焦慮、壓力或口渴——這將強(qiáng)烈影響和激勵(lì)我們的行為。關(guān)于這些狀態(tài)是如何由復(fù)雜的腦回路來表示的，包括扁桃體等皮層下結(jié)構(gòu)，人們知之甚少。在最近發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)研究中，弗里德里希米舍爾生物醫(yī)學(xué)研究所(FMI)的AndreasLthi團(tuán)隊(duì)使用深度腦成像技術(shù)來監(jiān)測(cè)活躍小鼠的杏仁核活動(dòng)，并揭示編碼行為狀態(tài)的神經(jīng)元的動(dòng)態(tài)。
當(dāng)老鼠餓了，它會(huì)進(jìn)食；當(dāng)它焦慮時(shí)，它會(huì)停止探索它的環(huán)境，凍結(jié)或逃跑。這種內(nèi)部狀態(tài)如何與動(dòng)物的行為相關(guān)已經(jīng)得到了詳細(xì)的研究。然而，人們對(duì)大腦如何編碼和控制內(nèi)部狀態(tài)知之甚少。
呂氏集團(tuán)SNF安比奇翁研究員詹格倫德曼現(xiàn)為巴塞爾大學(xué)教授，與呂氏集團(tuán)博士后計(jì)算神經(jīng)科學(xué)家雅艾爾比特曼合作，研究自由活動(dòng)小鼠杏仁核的神經(jīng)元活動(dòng)。在每個(gè)州。杏仁核是一個(gè)小的杏仁核形狀的大腦結(jié)構(gòu)，被認(rèn)為是通過與許多大腦區(qū)域的廣泛接觸來調(diào)節(jié)情緒、穩(wěn)態(tài)(饑渴)和社會(huì)行為的中樞。提示杏仁核在大腦狀態(tài)的協(xié)調(diào)中起作用，但這種作用仍不清楚。
利用顯微成像技術(shù)，Grndemann和Bitterman追蹤了不同環(huán)境下小鼠杏仁核神經(jīng)元的活動(dòng)，這些神經(jīng)元促進(jìn)了各種內(nèi)部狀態(tài)和行為。結(jié)果出乎意料：研究人員發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)大的拮抗神經(jīng)元——稱為聚集體——在相反的行為狀態(tài)下活躍：當(dāng)小鼠探索其環(huán)境時(shí)，神經(jīng)元聚集體1活躍；當(dāng)它們不探索時(shí)(意味著它們處于非探索性防御狀態(tài))，神經(jīng)元集合2是活躍的。
令人驚訝的是，該團(tuán)的活動(dòng)與通常與焦慮相關(guān)的空間區(qū)域不一致，例如開放空間的安全角落。此外，科學(xué)家們沒有想到復(fù)雜的內(nèi)部狀態(tài)及其行為會(huì)以相對(duì)簡(jiǎn)單、低維的活動(dòng)模式在杏仁核中編碼?？傊?，這項(xiàng)研究表明，被識(shí)別的兩組神經(jīng)元編碼相反的瞬時(shí)狀態(tài)變化，特別是關(guān)于探索和防御行為，但沒有提供動(dòng)物整體焦慮水平的測(cè)量。
呂蒂說：“這項(xiàng)研究的優(yōu)勢(shì)在于，我們?cè)O(shè)法直接向大腦詢問了老鼠的情緒狀態(tài)。“如果我們想知道一個(gè)行為，我們需要知道大腦！我們可以證明，僅僅根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的行為觀察得出結(jié)論可能會(huì)產(chǎn)生誤導(dǎo)。”下一步，呂蒂的團(tuán)隊(duì)希望更多地了解這些活躍的集體是如何出現(xiàn)在杏仁核中的，以及它們?nèi)绾斡绊懘竽X的其他區(qū)域。
這些發(fā)現(xiàn)能與人類焦慮癥有關(guān)嗎？呂蒂說：“內(nèi)部狀態(tài)的編碼——比如焦慮——可能在人類身上以類似于老鼠的方式起作用?！翱梢韵胂螅箲]癥患者的神經(jīng)元集合之間存在不同的內(nèi)部狀態(tài)碼。在精神疾病的動(dòng)物模型中檢驗(yàn)這一假設(shè)會(huì)很有趣。”
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