在大脑实施的各种行为中,防止在某些情况下可能有益但在另一些情况下可能适得其反或有害的行为尤为重要。关于大脑如何实现这一目标,已经获得了一些见解,但仍有许多模糊之处,包括神经递质多巴胺的参与。揭开这一点可以解释很多关于如何实现行为控制的问题,并且可以帮助治疗一些行为被抑制的疾病。
在一项涉及恒河猴目标的凝视分析和视觉跟踪的研究中,筑波大学的研究人员表明,大脑的多巴胺系统是随后抑制计划行动的关键。
在《神经元》杂志报道的这项工作中,研究小组将两只猴子放在电脑屏幕前,并以饮料的形式提供奖励,以训练它们看屏幕上以不同模式呈现的目标。在70%的实验中,猴子被训练将注意力从屏幕的中心转移到另一个目标,但在30%的实验中,它们抵制住了这样做的诱惑。
在观察屏幕和使用红外眼动跟踪系统进行视觉扫描的同时,我们还在单个神经元分辨率下测量了猴子的神经元活动。具体来说,研究人员在每只猴子身上记录了大约40个多巴胺相关的神经元,并分析了它们的活动与成功或失败之间的相关性,以防止它们在30%的实验中将目光转向新的目标。
“使用这种实验装置,我们发现当猴子成功抑制住转移视线的冲动时,这些多巴胺能神经元通常是活跃的,”雅行松本说。“我们随后证实,多巴胺能系统通过注射阻断多巴胺能神经传递的药物来抑制这种反应。”
研究小组的研究结果揭示了参与这种反应抑制的特定脑区和神经通路的详细信息,表明黑质和纹状体神经元中的多巴胺能神经元是取消之前计划行动的关键。初始命令和随后的抑制反命令之间的暂停持续时间也影响猴子在实验中的成功,提供了有关机制的线索。
“现在我们对大脑中预先计划的行为是如何被抑制的有了更多的了解,我们可能能够治疗涉及抑制障碍的疾病,如帕金森病,”主要作者Takaya Ogasawara说。