(L)纹状体控制避免方法决定(2015)

确定引起高度焦虑的决策的大脑回路

日期:

2015 年 5 月 28 日

Sumber:

麻省理工学院

概要:

有些决定比其他决定引起更多的焦虑。 最令人焦虑的是那些涉及正面和负面因素的选择,例如选择在一个远离家人和朋友的城市中从事高薪工作,而不是选择以较低的工资待遇。

有些决定比其他决定引起更多的焦虑。 最令人焦虑的是那些涉及正面和负面因素的选择,例如选择在一个远离家人和朋友的城市中从事高薪工作,而不是选择以较低的工资待遇。

麻省理工学院的研究人员现在已经确定了一种神经回路,它似乎是这种情况下决策的基础,这种做法被称为避免接近的冲突。 这些发现可以帮助研究人员发现治疗精神疾病的新方法,这些疾病包括抑郁症,精神分裂症和边缘型人格障碍等决策受损。

麻省理工学院的麦戈文脑科学研究所的研究科学家,描述这种疾病的论文的主要作者亚历山大·弗里德曼说:“为了为这些类型的疾病创造一种治疗方法,我们需要了解决策过程是如何进行的。”在28月XNUMX日的 手机.

弗里德曼及其同事也展示了为这些疾病开发可能疗法的第一步:通过在啮齿动物中操纵这种循环,他们能够将低风险,低回报选择的偏好转变为偏好更大的收益,尽管它们的成本更高。

该论文的高级作者是麻省理工学院教授,​​麦戈文研究所成员安·格雷比尔。 其他作者为博士后Daigo Homma,研究科学家Leif Gibb和Ken-ichi Amemori,本科生Samuel Rubin和Adam Hood以及技术助理Michael Riad。

做出艰难的选择

这项新研究源于努力弄清基质小体的作用-穿过纹状体分布的细胞簇,纹状体是参与协调运动和情绪的大大脑区域,与某些人类疾病有关。 Graybiel多年前就发现了质体,但是它们的功能仍然神秘,部分原因是它们太小而且在大脑中很深,以至于很难通过功能磁共振成像(fMRI)对其成像。

Graybiel实验室的先前研究发现了大脑前额叶皮层的区域,这些区域投射到了脂质体上。 这些区域与情绪处理有关,因此研究人员怀疑该电路也可能与情绪有关。

为了验证这一想法,研究人员在小鼠执行五种不同类型的行为任务时对它们进行了研究,其中包括避免接触场景。 在那种情况下,跑迷宫的老鼠必须在一个选项中进行选择,其中包括他们喜欢的强力巧克力和不喜欢的强光,以及光线较暗但较弱的巧克力的选项。

当人们被迫做出此类成本效益决策时,他们通常会感到焦虑,这会影响他们做出的选择。 吉布说:“这类任务可能与焦虑症非常相关。” “如果我们可以了解更多有关此电路的信息,也许我们可以帮助患有这些疾病的人。”

研究人员还在其他四种情况下对大鼠进行了测试,其中选择更容易,而且焦虑程度更低。

弗里德曼说:“通过比较这五个任务的绩效,我们可以将成本收益决策与其他类型的决策进行比较,从而得出结论,成本收益决策是独一无二的。”

利用光遗传学,它允许他们通过在皮质细胞上发光来打开或关闭皮层输入皮质输入,研究人员发现,连接皮层和striosomes的电路在影响避免接近任务的决策中起着因果作用,但在其他类型的决策中根本没有。

当研究人员关闭来自皮层的striosomes的输入时,他们发现大鼠开始选择高风险,高回报的选项,与之前选择的20百分比一样多。 如果研究人员刺激了对striosomes的输入,那么老鼠就开始不经常选择高成本,高回报的选择。

纽约大学生理学和神经科学教授保罗·格利姆彻(Paul Glimcher)将这项研究描述为“杰作”,并说他对使用新的光遗传学技术解决长期存在的谜团印象特别深刻。 他补充说,这项研究还开辟了研究星形胶质细胞在其他类型决策中的功能的可能性。

“这打破了[Graybiel]所写的20年难题–脂质体做什么?” 不属于研究团队的格利姆彻说。 “十年后,我们将获得更加完整的图景,其中本文是基础。 她证明了我们可以回答这个问题,并在一个方面回答了它。 现在,许多实验室将着手解决此问题并在其他领域解决。”

情感看门人

研究人员说,研究结果表明,纹状体,尤其是纹状体,可以作为一个守门人,吸收来自皮层的感觉和情绪信息,并将其整合起来,以产生决定如何反应。

该看门人电路似乎还包括称为黑质的中脑的一部分,其中有多巴胺的细胞在动机和运动中起着重要的作用。 研究人员认为,当这些物质被黑质细胞激活后,就会对动物或人类患者的决策态度产生长期影响。

格雷比尔说:“我们希望找到一种方法,利用这些发现缓解焦虑症以及其他影响情绪和情感的疾病。” “这类工作具有真正的优先权。”

除了寻求治疗焦虑症的方法外,研究人员现在还试图更好地理解含多巴胺的黑质黑质细胞在该回路中的作用,该回路在帕金森氏病中起关键作用,也可能与相关疾病有关。

该研究由国家精神卫生研究所,CHDI基金会,国防高级研究计划局,美国陆军研究办公室,巴赫曼施特劳斯肌张力障碍和帕金森基金会以及William N.和Bernice E. Bumpus基金会资助。


故事来源:

上面的故事是基于 物料 提供 麻省理工学院。 原文由Anne Trafton撰写。 注意:可以编辑材料的内容和长度。


期刊参考:

  1. Alexander Friedman,Daigo Homma,Leif G. Gibb,Ken-Ichi Amemori,Samuel J. Rubin,Adam S. Hood,Michael H. Riad,Ann M. Graybiel。 针对Striosomes的Corticostriatal路径控制冲突下的决策. 手机,2015 DOI: 10.1016 / j.cell.2015.04.049

 


 

决策过程:光遗传学发现脑网络参与情绪选择

5月28,2015 12:13 PM By Susan Scutti

在接近避免冲突期间,我们的大脑访问涉及striosomes的专门网络,以帮助我们做出困难和情绪化的决定。 照片提供 存在Shutterstock.

你需要更多的钱,所以你想要一份高薪工作,但你知道这意味着很多艰苦的工作,也可能是深夜和周末。 每当目标既令人满意又令人不愉快时,我们就会经历一种被称为心理冲突的心理冲突 趋避。 在这些冲突中,我们的大脑可以访问一个专门的网络,帮助我们做出困难和情绪化的决定 麻省理工学院神经科学家。 这种神经回路以striosomes开始和结束。

什么是striosomes? 这些细胞簇通过纹状体分布 - 纹状体是大脑皮层下方的一个大脑区域,参与协调我们的运动与我们的动机。 然而,研究人员发现很难用fMRI对它们进行成像。 出于这个原因,它们仍然是未被发现的大脑领域。

麻省理工学院教授,​​麦戈文脑研究所成员安·格雷比尔博士的实验室以前的研究确定了大脑前额叶皮质的区域,这些区域投射到了striosomes。 由于这些区域有助于处理情绪,研究人员怀疑整个脑回路可能在某种程度上与情绪有关。 重要的是,在猴子中,在接近避免冲突期间做出的决定选择性地激活内侧前额区域中的神经元子集,其似乎对应于靶向striosomes的人类区域。

为了更好地理解这个电路及其功能,麻省理工学院的团队设计了一系列实验。

发现大脑

研究人员研究了五种不同类型的行为任务。 在四种情况下,啮齿动物的选择相对简单,但在一种情况下,研究人员构建了一种更为复杂的避免方法。 在这个迷宫运行任务期间,老鼠不得不 选择 两种选择之间的选择:一种选择包括浓烈的巧克力(他们喜欢)和明亮的光线(他们不喜欢),另一种选择包括较暗的光线但较弱的巧克力。

如果我们人类要面对类似的 趋避 选择时,我们很可能会感到焦虑,这会影响我们的“成本效益分析”并最终影响我们的决策。

研究人员观察了老鼠的反应,为这五个揭示任务增添了另一个维度。 在一些迷宫运行过程中,科学家通过将光线直接照射在皮质细胞上来打开和关闭大鼠皮层的皮层输入 - 一种被称为神经调节的神经调节方法 光遗传学.

照亮老鼠 决策过程研究人员发现连接皮层与striosomes的电路在避免接近任务期间发挥了作用,但在其他四项任务中,striosomes根本没有影响决策过程。

研究人员表示,这些研究结果表明,纹状体(特别是纹状体)可能成为精神守门人。 striosomes吸收来自皮层的感觉和情绪信息,然后整合它以产生决定。

同样的电路似乎包括黑质,即含有多巴胺细胞的中脑区域。 研究人员推测,当被striosomes激活时,这些黑质细胞会产生长期影响 决策态度.

最终,这项研究提出了缓解一个新的可能性nxiety 和其他情绪或情绪障碍。 通过更好地了解含多巴胺的黑质细胞的作用,麻省理工学院的这帮人相信他们也可以学习如何缓解症状。 帕金森氏病 和相关的疾病。

资料来源:Friedman A,Homma D,Gibb LG等。 靶向粒体的糖皮质激素途径控制在冲突下的决策。 手机。 2015。