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研究人员可逆地禁用灵长类动物的大脑通路

导读 鲁汶大学,哈佛大学和京都大学的神经生理学家有史以来第一次成功地使灵长类动物大脑中执行认知任务或监测整个大脑活动的两个区域之间的连接

鲁汶大学,哈佛大学和京都大学的神经生理学家有史以来第一次成功地使灵长类动物大脑中执行认知任务或监测整个大脑活动的两个区域之间的连接可逆地失效。断开连接对动物的动机有负面影响,但对它们的学习行为没有负面影响。该研究发表在《神经元》上,最终可能导致针对某些脑部疾病的针对性治疗。

研究人员认为医疗保健系统应使用“食物作为药物”干预措施

最近发表在《英国医学杂志》上的一项分析认为,在卫生保健系统中应更多地采用“以食品为药物”的干预措施。这篇文章是由UNC医学院的医学助理教授Seth A. Berkowitz医学博士,MPH共同撰写的,他最近在《新英格兰医学杂志》上辩称,食品无保障被认为是健康公平问题,对种族/族裔少数群体,低收入者和农村社区的影响尤其严重。因此,粮食不安全现在在COVID-19大流行和相关健康后果中发挥着重要作用。

伯克维兹(Berkowitz)在《美国医学会杂志》(JAMA Internal Medicine)上发表了许多有关健康相关的社会需求及其对健康结局的影响的研究。

哈佛法学院健康法与政策创新中心的法学博士Sarah Downer是BMJ研究的第一作者,乔治·华盛顿大学医学院和健康科学学院的蒂莫西·哈兰医学博士是Dana Lee Olstad,卡尔加里大学卡明医学院的博士学位,塔夫斯大学营养科学与政策学院弗里德曼营养科学与政策学院的Dariush Mozaffarian,医学博士,医学硕士,博士生。

这组作者说,世界正面临着与饮食有关的慢性病的流行,五分之一的死亡归因于饮食不理想,比包括烟草在内的任何其他危险因素都多。一项新兴的研究表明,卫生保健系统中提供的营养干预措施可能与改善预后有关。

“食物就是医学”是围绕医疗保健系统或与之密切协调的特定食物和营养干预措施的倡议。这些干预措施包括医学定制的餐食,医学定制的杂货和开处方。这组作者认为,临床医生应具有足够的知识,能够认识到患者的营养需求并了解现有服务的影响。但是,包括美国在内的许多国家并非如此。

作者写道:“跨学科的营养培训有望为患者提供更有效的营养教育和治疗。” “临床医生应该熟悉经过验证的营养评估工具,提供的食品范围包括药物干预措施,以及能够在临床实践中使用和鼓励其使用的系统和激励结构。”

该方法的好处包括为患者提供更多遵循饮食建议的能力,并减轻预算约束,这些约束可能会阻止他们负担药物或支付账单。他们还建议,通过这些干预措施,临床医生可能会看到更好的疾病管理和更少的住院人数。

作者写道:“随着医疗保健系统的不断发展,以应对全球营养相关疾病的危机,在做出有关实施,覆盖和护理的决定时,应严格遵守食品即药物干预标准。” “作为药品的食品不能再被排除在医疗服务之外或之外。”

学习对人类的生存至关重要。在大脑的奖赏系统中起着重要组成部分这一点。婴儿学会握着杯子自己喝酒。作为学生,您将学习对您的职业有用的技能。在COVID-19时代,我们学会快速适应各种措施,以避免感染,或者至少外观精美或不受欢迎。除奖励外,动机是学习的另一个重要因素。没有动力,即使是最聪明的学生也不会获得学位。但是最重​​要的是:动机还是回报?

Wim Vanduffel和他的同事研究了特定的大脑是否 通路对于动机或奖励驱动的学习是否至关重要。在第一个任务中,动物必须付出巨大的努力才能获得丰厚的回报,或者付出较小的努力来获得较小的回报。研究人员在屏幕上显示了两个简单的形状。例如,灵长类动物获悉,当他看着红色三角形时,比看到蓝色圆圈时,他接收到更多的橙汁。他还必须把三角形看得更长一些,因此付出了更多的努力才能获得更大的回报。因此,如果灵长类动物想要更大的回报,就必须有强烈的动机。

在第二项任务中,灵长类动物又不得不看两个形状。但是,在这种情况下,选择一种形状与获取橙汁的可能性相比,选择另一种形状的可能性更高。奖励的大小是相同的,但是看一个形状比看另一个形状得到的奖励更多。

就像人一样,灵长类动物很快学会选择能产生最大回报的刺激。他们试图最大化他们的利润。在后来的阶段,研究人员改变了获得奖励的机会。在没有灵长类动物的情况下,以前产生较少奖赏的形状突然变得最赚钱。像人类一样,灵长类动物再次学会通过选择新的,更有利可图的刺激来迅速改变策略。

研究人员暂时关闭了背盖腹侧肌(VTA)与伏伏核(NAc)之间的神经通路。

动力下降

接下来,研究人员可逆地禁用了特定途径。该途径是奖励系统的两个重要脑核之间的连接,主要产生多巴胺。在第一个任务期间,干预对动物的动机有很大影响。突然之间,动物总是为了轻松的小报酬而不是付出更多努力的大报酬。在第二个基于强化的学习任务中,行为没有变化。动物们很快就知道哪种刺激是最有利可图的。

因此,这种特定的途径对于保持动力以做出更大的努力是很重要的,但是对于了解刺激和奖励之间的联系变化却不重要。

研究人员使用功能性MRI扫描来观察灵长类动物的大脑活动。当通路被禁用时,他们注意到颞叶和额叶大脑皮层区域之间的功能连接性出乎意料的增加:这些区域被更同步地激活。因此,这种增加与动机的减少有关。

第一次

Vanduffel教授解释说:“这是科学家首次成功地使灵长类动物大脑中两个区域之间的特定通路可逆地失去功能,而它们执行认知任务并监视整个大脑活动。” 在较早的研究中,大脑区域通常会整体上被激活或去激活,这会影响该特定区域的所有连接。“到目前为止,在极少数的途径选择性实验中,猴子不必执行认知任务,也没有对全脑活动进行采样。与迄今为止的共识相反,该共识主要基于啮齿动物研究,看来该途径在与基于奖励的学习相比,大脑的奖励系统对于做出更大努力的动机更重要。”

精神病学

动机的缺乏或过度在许多精神疾病中起着重要作用,包括抑郁症,强迫行为,成瘾,焦虑症,情绪障碍和精神分裂症。Vanduffel教授说:“我们的研究提供了在不影响整个区域或大脑系统的情况下增加或减少特定途径的活性的新观点,因为源自同一脑核的其他途径仍不受影响。” “对于影响整个区域并因此影响该区域所有连接的方法而言,情况并非如此。这为在脑系统中进行更精确的干预以及随后开发出更有效的脑部疾病治疗方法打开了一扇门。副作用少。

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