《自然》:压力促成坏习惯!科学家发现压力破坏灵活决策能力,强化僵化行为的神经通路
来源:奇点糕 2025-02-25 09:48
这一机制的揭示为我们理解慢性压力如何影响大脑和行为提供了新的视角,也可能为一些精神障碍,例如酗酒、药物滥用的干预提供新思路。
美国加州大学洛杉矶分校的Jacqueline Giovanniello博士从自己在学生时代同时打三份工,还要兼顾课业的经历出发,对压力如何改变大脑和行为决策这一课题产生了兴趣。
她和研究团队在小鼠中进行了神经学机制的研究,发现,大脑中有两条会受到慢性压力调节的神经通路:基底外侧杏仁核→背内侧纹状体(BLA→DMS)和中央杏仁核→背内侧纹状体(CeA→DMS),前者支持灵活的、目标导向的决策,后者则支持僵化的、习惯性的行为,在慢性压力下,前者被破坏,后者被加强,使大脑迅速习得习惯性行为模式。
这一机制的揭示为我们理解慢性压力如何影响大脑和行为提供了新的视角,也可能为一些精神障碍,例如酗酒、药物滥用的干预提供新思路。研究发表在《自然》杂志上,Giovanniello博士是研究的第一作者,加州大学洛杉矶分校的神经学家Kate Wassum是研究的通讯作者。
为了在小鼠中研究慢性压力对行为决策的影响,研究人员对小鼠进行了14天的慢性压力测试,小鼠每天伪随机地暴露在6种压力源中的2种,包括潮湿的垫料、倾斜的笼子、白噪音、夜晚周期的持续光照、身体约束和足部电击。这些模拟了人类会经历的重复的、多样化的压力事件,如无法控制的会产生生理排斥的事情、睡眠中断和糟糕的环境条件等。
14天后,小鼠的压力激素,血清皮质酮水平升高,体重下降。
确定了慢性压力的影响已经产生后,研究人员开始测试小鼠的行为决策变化。
他们训练小鼠通过按压杠杆获得食物奖励,建立行为与结果之间的联系,在这个阶段,压力组和对照组小鼠的表现没有明显差异。然后,他们让小鼠不需要按压杠杆也能够获得食物奖励,直到小鼠对此习以为常,食物奖励不再有更高的吸引力。
最后,他们让小鼠再次回到需要按压杠杆才能获得食物奖励的环境中,这次,差异出现了,压力组小鼠还是会习惯性地按压杠杆获得食物奖励,但对照组小鼠已经不怎么感兴趣了。这表明,未经受慢性压力的小鼠有灵活的、目标导向的行为控制,而经受慢性压力的小鼠行为变得僵化,更依赖习惯性行为。
慢性压力对小鼠行为决策的影响
接下来就是寻找是什么神经通路支配了这种行为变化。
根据以前的研究,杏仁核-纹状体投射是压力影响学习和行为决策的潜在候选途径,其中背内侧纹状体(DMS)是行为-结果学习的中心,支持目标导向的决策,这一结构在进化上是保守的。基底外侧杏仁核(BLA)和中央杏仁核(CeA)都能够向DMS发送投射信号,二者也被认为与压力处理高度相关。
通过正向和逆向追踪技术,研究人员确认了BLA和CeA都直接投射到DMS。于是,他们使用光遗传学技术记录了小鼠大脑中的这些神经投射在行为-结果学习过程中的活动,以及慢性压力对它们的影响。
光遗传学记录和操纵小鼠的神经通路变化
结果显示,在对照组中,BLA→DMS通路在学习按压杠杆获得奖励的过程中由奖励事件激活,支持行为-结果学习和灵活的目标导向决策。然而,在压力组中,这条通路的活动显著减弱,导致行为-结果学习被破坏,灵活性降低。
CeA→DMS通路刚好相反,在对照组中,CeA→DMS通路在学习过程中不活跃,表明其与行为-结果学习无关。但在压力组中,CeA→DMS通路被逐渐激活,促进了习惯性行为的形成,这种反应是有较长持续时间的,在奖励收集后约30秒才恢复到基线水平。
当研究人员主动激活压力组小鼠的BLA→DMS通路时,它们的目标导向决策能力得到显著恢复。
综上所述,慢性压力通过对BLA→DMS和CeA→DMS通路的相反调节,破坏目标导向性行为决策的学习,促进习惯性行为的形成,从而影响行为决策。
研究团队认为,他们的发现又带来了许多新的问题,例如,慢性压力影响杏仁核-纹状体活动的机制、这些机制对下游DMS活动的影响,还有BLA→DMS和CeA→DMS通路活动的个体差异是否解释了压力增强的习惯性行为形成的恢复力和敏感性,这些都需要在未来进行更加深入的研究。
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