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        大腦如何平衡冒險和學(xué)習(xí)
        
			
        
				2019-01-12 18:03:12
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        如果你有10次擲骰子的機(jī)會，你是愿意保證每擲一次骰子得到5美元(總共50美元)，還是愿意冒險在擲6次骰子時贏得100美元?
        

        大腦如何平衡冒險和學(xué)習(xí)
        

        大多數(shù)動物，從蛔蟲到人類，在獲取生存所需的資源(如食物)時，更喜歡更可預(yù)測的情況?，F(xiàn)在，索爾克的科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了動物如何在學(xué)習(xí)和冒險行為之間取得平衡，從而獲得一個更可預(yù)測的環(huán)境的基礎(chǔ)。這項(xiàng)研究揭示了對人類行為至關(guān)重要的兩種化學(xué)信號功能的新細(xì)節(jié):多巴胺(負(fù)責(zé)獎勵和冒險)和creb(學(xué)習(xí)所需的creb)。
        

        先前的研究已經(jīng)表明，某些神經(jīng)元對光線的變化做出反應(yīng)，以確定其環(huán)境的變化，但這并不是唯一的機(jī)制，”索爾克分子神經(jīng)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室助理教授、資深作者Sreekanth Chalasani說。“我們發(fā)現(xiàn)了一種評估環(huán)境變化的新機(jī)制，這是一項(xiàng)對動物生存至關(guān)重要的技能。”
        

        通過研究蛔蟲(秀麗隱桿線蟲)，索爾克的研究人員繪制出了這種新回路如何利用來自蛔蟲感官的信息來弄清楚環(huán)境的可預(yù)測性，并在必要時促使蛔蟲轉(zhuǎn)移到新的位置。《神經(jīng)元》雜志于2015年4月9日詳細(xì)報道了這項(xiàng)工作。
        

        研究人員說，這條由蛔蟲大腦中302個神經(jīng)元中的16個組成的回路，很可能在更復(fù)雜的動物大腦中也有類似的回路，這可能是理解和修復(fù)某些精神或行為障礙的起點(diǎn)。
        

        “令人驚訝的是，動物行為的變化在很大程度上可以用它們過去感官體驗(yàn)的變化來解釋，而不僅僅是噪音，”這篇論文的合著者、副教授Tatyana Sharpee說。“我們現(xiàn)在可以根據(jù)過去的感官經(jīng)驗(yàn)，獨(dú)立于遺傳因素的影響，預(yù)測未來的動物行為。”
        

        研究小組發(fā)現(xiàn)，在這個學(xué)習(xí)回路中，有兩對神經(jīng)元起著“看門人”的作用。一對對大量增加的食物有反應(yīng)另一對對大量減少的食物有反應(yīng)。當(dāng)這些高閾值神經(jīng)元中的任何一個檢測到環(huán)境中的巨大變化(例如，從大量食物的氣味到?jīng)]有食物的氣味)，它們就會誘導(dǎo)其他神經(jīng)元釋放神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺。
        

        將多巴胺傾倒到大腦中——人類或其他人——會使人更愿意冒險。蛔蟲的情況也不一樣:在環(huán)境中的大量變化刺激下，多巴胺在蛔蟲的系統(tǒng)中激增，并激活學(xué)習(xí)回路中的另外四個神經(jīng)元，使它們的反應(yīng)范圍更大。這促使蠕蟲在更廣泛的領(lǐng)域(冒險)更積極地搜索，直到它遇到一個更一致的環(huán)境。多巴胺的數(shù)量在它的系統(tǒng)中作為過去經(jīng)驗(yàn)的記憶:大約30分鐘左右，它忘記了在那之前收集的信息。
        

        雖然我們已經(jīng)知道多巴胺的存在與冒險行為有關(guān)，但是多巴胺究竟是如何起作用的還沒有被很好地理解。有了這項(xiàng)新工作，科學(xué)家們現(xiàn)在有了多巴胺信號如何引導(dǎo)蠕蟲冒險探索新環(huán)境的基本模型。
        
			

			
          
        
			
        
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