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研究表明如何根据大脑区域的活动来控制习惯

每天,人类和动物都依靠习惯来完成日常任务,例如进食和睡觉。随着新习惯的养成,这使我们无需思考即可自动做事。

随着大脑开始养成新的习惯,在短短的半秒内,大脑的一个区域即背外侧纹状体就会短暂活动。

随着习惯的增强,这种活动的爆发性增加。达特茅斯的一项研究表明,如何根据背外侧纹状体的活跃程度来控制习惯。研究结果发表在《神经科学杂志》上。

在麻省理工学院的先前研究中,这位资深作者发现背侧纹状体中脑活动的爆发与大鼠进行迷宫任务的习惯性程度有关。发现该活动在迷宫运行的开始和结束时都加重了。

对于这项研究,研究人员试图使用一种称为光遗传学的方法来操纵大鼠大脑活动的这种爆发。用这种方法,可以用光激发或抑制已发现与形成习惯有关的背外侧纹状体中的神经元(脑细胞)。

光遗传学使脑细胞能够表达对光敏感且无痛的受体。闪烁的蓝光激发大脑细胞,而闪烁的黄光则抑制并关闭它们。

使用迷宫奔跑任务,训练了大鼠在十字形迷宫中奔跑。(一次只有一只老鼠在迷宫中)。大鼠从两个起跑臂之一开始,从十字架的一端跑到中心决策点。

他们受过训练,可以左右转弯,一直跑到终点,糖粒奖励正在等待;奖励只吸引了一只十字架的手臂。

一旦动物开始迷宫奔跑并朝着奖励所处位置的正确方向转动,它们就会获得糖丸奖励。

在大鼠学习了迷宫训练后,就加入了使用闪烁的彩色光操纵背外侧纹状体活动的光遗传学成分。

当大鼠开始奔跑时,背外侧纹状体中的细胞仅兴奋了半秒钟,则大鼠会在整个迷宫中更加有力和习惯地奔跑。

一旦老鼠跑到十字形迷宫的中央并立即转向奖励所在的方向,就形成了习惯。一旦它们知道要走的路,这些动物将不再停在中心四处张望。

相反,当细胞被抑制时,大鼠变慢并且似乎完全失去了习惯。一旦他们到达了十字形迷宫的中心,他们便停了下来,转过身来像是在深思熟虑,然后才最终做出选择。

更惊人的是,研究人员还通过将美味奖励更改为不美味的东西来测试动物的习惯性。

在这种情况下,兴奋使大鼠继续按习性奔跑,以获得现在不愉快的结果,而这种抑制作用使大鼠在没有从中获得奖励时基本上拒绝奔跑。

当研究人员在第二天的跑步中途进行灯光操纵时,几乎没有效果。

一旦老鼠已经开始运动,就可以完成其整个动作序列-奔跑,转动和停止动作-这种习惯似乎决定了他们的动作,就好像他们在自动驾驶一样。

我们的发现表明,当习惯开始运动时,如何在很小的时间范围内控制习惯。在此窗口中大脑活动的强度决定了完整的行为是否成为习惯。

结果表明,形成习惯后,背外侧纹状体的活动如何真正控制习惯性动物的活动,从而提供因果关系的证据。”

达特茅斯学院研究高级作者兼副教授Kyle S.Smith

史密斯(Smith)还是达特茅斯(Dartmouth)心理与脑科学系研究生研究的主任,该实验室致力于奖励和行动的神经科学。

更好地了解背外侧纹状体在习惯记忆和其他行为中的特定作用至关重要。

已发现对该大脑区域的损害与帕金森氏病有关,帕金森氏病是一种经常影响人体运动的神经退行性疾病。

在这项研究中,研究人员解释了如何在“设计针对具有抗治疗强迫行为的人类的干预策略”中利用针对习惯形成时间的时间窗口。

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