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研究确定了支持灵活学习和记忆的神经网络

导读 人们经常需要适应意外和突发事件,例如道路施工或驾驶时的交通事故,自动付款或ATM机损坏以及天气变化。为了有效地处理这些事件,他们必须

人们经常需要适应意外和突发事件,例如道路施工或驾驶时的交通事故,自动付款或ATM机损坏以及天气变化。为了有效地处理这些事件,他们必须具备所谓的行为灵活性,或者偏离常规和建立良好行为模式的能力。

为了根据不可预见的事件调整自己的行为,人类需要编码和检索与奖励相关的记忆,并利用它们来告知他们现在或未来的选择。这个过程需要整合由大脑不同区域支持的不同认知能力。

过去的研究发现,患有不同神经精神疾病的患者和成瘾患者往往具有稀缺的行为灵活性。这往往会对他们的生活质量产生不利影响,因为它使得处理日常生活的不确定性特别具有挑战性。

埃默里大学医学院的研究人员最近进行了一项研究,旨在更好地了解行为灵活性的神经基础。他们的论文发表在《自然神经科学》杂志上,确定了一个特定的大脑区域网络,可以协调人类的灵活学习和记忆,这些大脑区域可能会在成瘾或其他神经精神疾病患者中受损。

研究人员专门研究了眶额叶皮层(OFC),这是一个已知解码并代表一些基于感觉奖励的刺激的大脑区域。OFC也被认为参与了随着时间的推移发生的学习,在人类或动物因特定行为而不断得到奖励或惩罚之后。

“OFC支持以结果为导向的行为,”Dan C. Li和他的同事在他们的论文中写道。“然而,OFC连接维持灵活学习和记忆的协调神经回路和细胞机制仍然难以捉摸。我们在小鼠中证明,基底外侧杏仁核(BLA)→当熟悉的行为意外地没有得到奖励时,OFC投影双向控制记忆形成,而OFC→背侧纹(DMS)投影有助于记忆检索。

为了确定介导行为灵活性所涉及的学习和记忆过程的OFC电路,Li和他的同事在小鼠身上进行了一系列实验。具体来说,他们评估了小鼠在意外地没有收到以前得到奖励的行为奖励时适应其行为的能力。

研究人员在整个实验过程中观察了小鼠的行为,并收集了测量结果,使他们能够确定哪些大脑网络支撑了小鼠的行为。他们的研究结果为可能参与行为灵活性的大脑网络提供了新的线索,其中包括大脑的三个区域,即基底外侧杏仁核(BLA),OFC和背侧纹状体(DMS)。

“OFC神经元融合存储了新学习信息的记忆痕迹,这似乎由电路特异性树突状脊柱可塑性和神经营养蛋白信号传导在定义的BLA-OFC-DMS连接内并被可卡因阻断,”李和他的同事在他们的论文中写道。“因此,我们描述了在集成的杏仁- 额叶 - 纹状体电路中随时间变化的信息定向传输,其中新颖的存储器由BLA→OFC输入编码,在OFC融合中表示,并在将来的选择中通过OFC→DMS输出检索。

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