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神经科学家认为大脑区域是学习的关键场所

大脑的蓝斑 (LC) 区域虽小且看似专门,但因其刺激性神经调节剂去甲肾上腺素的超大输出而被定型。在一篇新论文和美国国立卫生研究院的新资助下,麻省理工学院的神经科学实验室正在证明 LC 不仅是一个警报按钮,而且对学习、行为和心理健康的影响比它更微妙和多方面。已被认可。

凭借来自 100 多个其他大脑区域的输入以及对其发出去甲肾上腺素 (NE) 的地点和时间的复杂控制,LC 中数量惊人的多样化细胞可能代表了从奖励和惩罚中学习的重要调节器,然后将这种经验应用于麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所和脑与认知科学系神经科学牛顿教授 Mirganka Sur 说。

“以前被认为是对其许多不同目标区域施加全球、统一影响的同质核,现在被认为是一个异质的 NE 释放细胞群,可能表现出控制其功能的空间和时间模块性,”苏尔写道,博士后 Vincent Breton-Provencher 和研究生 Gabrielle Drummond 在上个月发表在神经电路前沿的一篇评论文章中。

这篇文章提供了来自 Sur 小组和许多其他人的大量新证据,表明 LC 可以整合来自整个大脑的感觉输入和内部认知状态,以精确地发挥其 NE 介导的影响来影响动作——通过将 NE 节流到运动皮层——以及对由此产生的奖励或惩罚反馈的处理——通过将 NE 节流到前额叶皮层。

为了调查该假设,该团队已开始使用 4 月份授予的 210 万美元、为期 5 年的 NIH 赠款。在这项研究中,他们让老鼠参与学习任务,在这些任务中,他们受到不同音高和音量的音调的启发。在训练过程中,老鼠会了解到当音调高时,按下杠杆会产生奖励,而当音调低时,正确的反应是不要推动,以免它经历令人不快的吹气。通过改变音量,实验者将改变小鼠能感觉到他们正确听到提示的确定性。

Sur 说,该假设(由初步数据证实)预测,NE 将在多个关键方面发挥重要作用。当鼠标听到提示音时,如果音调低,LC 将通过一组神经元向运动皮层发送较少的 NE,这反映了动物的信念,即不应该推动杠杆,因为不会获得奖励。同时,音量越小,动物做出决定的确定性就越低。相反,高音量的高音会发送更多的 NE,反映动物确定推动杠杆会产生奖励。

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