我们的行为是由“内在状态”驱动的，如焦虑、压力或口渴——这将强烈影响和激励我们的行为。关于这些状态是如何由复杂的脑回路来表示的，包括扁桃体等皮层下结构，人们知之甚少。在最近发表在《科学》杂志上的一项研究中，弗里德里希米舍尔生物医学研究所(FMI)的AndreasLthi团队使用深度脑成像技术来监测活跃小鼠的杏仁核活动，并揭示编码行为状态的神经元的动态。
当老鼠饿了，它会进食；当它焦虑时，它会停止探索它的环境，冻结或逃跑。这种内部状态如何与动物的行为相关已经得到了详细的研究。然而，人们对大脑如何编码和控制内部状态知之甚少。
吕氏集团SNF安比奇翁研究员詹格伦德曼现为巴塞尔大学教授，与吕氏集团博士后计算神经科学家雅艾尔比特曼合作，研究自由活动小鼠杏仁核的神经元活动。在每个州。杏仁核是一个小的杏仁核形状的大脑结构，被认为是通过与许多大脑区域的广泛接触来调节情绪、稳态(饥渴)和社会行为的中枢。提示杏仁核在大脑状态的协调中起作用，但这种作用仍不清楚。
利用显微成像技术，Grndemann和Bitterman追踪了不同环境下小鼠杏仁核神经元的活动，这些神经元促进了各种内部状态和行为。结果出乎意料：研究人员发现，两个大的拮抗神经元——称为聚集体——在相反的行为状态下活跃：当小鼠探索其环境时，神经元聚集体1活跃；当它们不探索时(意味着它们处于非探索性防御状态)，神经元集合2是活跃的。
令人惊讶的是，该团的活动与通常与焦虑相关的空间区域不一致，例如开放空间的安全角落。此外，科学家们没有想到复杂的内部状态及其行为会以相对简单、低维的活动模式在杏仁核中编码。总之，这项研究表明，被识别的两组神经元编码相反的瞬时状态变化，特别是关于探索和防御行为，但没有提供动物整体焦虑水平的测量。
吕蒂说：“这项研究的优势在于，我们设法直接向大脑询问了老鼠的情绪状态。“如果我们想知道一个行为，我们需要知道大脑！我们可以证明，仅仅根据标准化的行为观察得出结论可能会产生误导。”下一步，吕蒂的团队希望更多地了解这些活跃的集体是如何出现在杏仁核中的，以及它们如何影响大脑的其他区域。
这些发现能与人类焦虑症有关吗？吕蒂说：“内部状态的编码——比如焦虑——可能在人类身上以类似于老鼠的方式起作用。“可以想象，焦虑症患者的神经元集合之间存在不同的内部状态码。在精神疾病的动物模型中检验这一假设会很有趣。”
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