理解行为,首先了解大脑

我们的行为是由“内部状态”,如焦虑、压力或渴——这将会很大程度的影响和激励我们的行为。我们不太清楚这些国家是如何由复杂brain-wide电路,包括分皮质结构如杏仁核。在最近发表在《科学》杂志上的一项研究中,安德烈亚斯Luthi集团在弗雷德里希米歇尔生物医学研究所(FMI)使用深脑成像技术监测杏仁核活动活跃的老鼠和揭示神经元动态编码的行为状态。

当一只老鼠饿了,它会寻找食物;当焦虑,它将停止探索环境和冻结或逃跑。这样内部状态与动物的行为已经被详细研究。然而,很少有人知道大脑是如何编码和控制内部状态的。

SNF Ambizione研究员Jan Grundemann Luthi集团现在巴塞尔大学教授,与雅艾尔Bitterman,计算神经科学家工作的博士后Luthi集团调查的杏仁核神经元活动在各个州都有自由移动的老鼠。大脑杏仁核是一个小的杏仁状结构,被认为是一个中心调节情绪,自我平衡的(饥饿和干渴)和社会行为和许多大脑区域通过广泛的连接。杏仁核是建议在大脑的协调发挥作用,但是这个角色还不清楚。

使用一个微型显微镜成像技术,Grundemann Bitterman跟踪在老鼠的杏仁核神经元活动在不同的环境,促使各种内部状态和行为。结果相当出人意料:研究人员发现两大敌对的组神经元——称作集合体——都是活跃在相反的行为状态:当老鼠探索环境,神经元合奏1活跃;当他们没有探索(这意味着他们在non-exploratory防守状态),神经元合奏2十分活跃。

令人惊讶的是,乐团的活动没有结合空间区域通常与焦虑状态等有关安全的角落在一个开放的领域。此外,科学家们没有料到,复杂的内部状态和他们的行为将编码相对简单,低维在杏仁核活动模式。总之,研究表明,所确定的两个神经元编码对立的即时状态改变,尤其是探索性和防御性的行为,但不提供衡量全球焦虑水平的一种动物。

“这项研究的力量是我们成功地询问关于情感状态的大脑直接鼠标,“Luthi说。“如果我们想了解一种行为,我们需要理解大脑!结论仅仅基于标准化行为观察可能误导——我们可以表演。”As a next step, the Lüthi group wants to find out more about how these active ensembles emerge in the amygdala, and how they can influence other regions in the brain.

这些发现可以有关人类焦虑症?“内部状态的编码,这样的焦虑,可能以类似的方式工作在人类比老鼠,“Luthi说。“可以想象,在一个人的焦虑障碍之间存在着不平衡神经集合体编码不同的内部状态。这将是有趣的在精神疾病的动物模型测试这个假说。”

这篇文章被转载材料提供的弗雷德里希米歇尔研究所。注:材料可能是长度和内容的编辑。为进一步的信息,请联系引用源。

参考:Jan Grundemann雅艾尔Bitterman Tingjia Lu, Sabine Krabbe,本杰明·f·Grewe Andreas Luthi马克·j·施尼策尔。杏仁核乐团编码行为状态。科学,2019 DOI: 10.1126 / science.aav8736