焦慮、成癮和其他精神疾病的特征通常是科學(xué)家所說的強烈的覺醒狀態(tài)：心跳加速、血壓讀數(shù)上升、呼吸變短和做出“錯誤”的決定。為了了解這些狀態(tài)如何影響大腦的決策過程，西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家們分析了先前對非人類靈長類動物進(jìn)行的研究的數(shù)據(jù)。他們發(fā)現(xiàn)大腦的兩個決策中心包含可能專門監(jiān)測身體內(nèi)部動態(tài)的神經(jīng)元。此外，通過將一些決策神經(jīng)元轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)部狀態(tài)監(jiān)視器，高度的喚醒狀態(tài)似乎重新連接了一個中心。
“我們的研究結(jié)果表明，大腦的決策電路可能會連接到不斷監(jiān)控和整合體內(nèi)發(fā)生的事情。因此，我們喚醒水平的變化可以改變這些回路的工作方式，”西奈山納什家庭神經(jīng)科學(xué)和弗里德曼腦研究所副教授、該研究的資深作者彼得魯?shù)仑惪瞬┦空f。在PNAS(美國國家科學(xué)院院刊)。“我們希望這些結(jié)果將幫助研究人員更好地了解導(dǎo)致多種精神疾病的大腦區(qū)域和基本細(xì)胞過程。”
該研究由 Rudebeck 博士實驗室的講師 Atsushi Fujimoto 醫(yī)學(xué)博士領(lǐng)導(dǎo)，他之前研究過大腦如何控制冒險行為。
多年來，科學(xué)家們將喚醒和決策績效之間的關(guān)系描述為“U 形曲線”?；旧希稽c點的喚醒——比如喝完一杯咖啡后的體驗——可能會產(chǎn)生最佳表現(xiàn)。但是過多或過少的喚醒都會增加大腦做出緩慢或錯誤決定的機會。
這項研究的初步結(jié)果支持了這一想法。研究人員分析了之前一組實驗的數(shù)據(jù)，這些實驗測試了三只恒河猴在接受兩種獎勵之間做出決定的能力：大量美味果汁或少量。Rudebeck 博士在美國國家心理健康研究所擔(dān)任博士后研究員期間進(jìn)行了這些實驗。正如預(yù)期的那樣，猴子一直選擇喝更多的果汁，平均而言，當(dāng)他們的心跳加快時，他們做出這個決定的速度也會更快，這支持了興奮狀態(tài)可以促進(jìn)更好表現(xiàn)的觀點。
接下來，研究人員分析了從稱為眶額皮質(zhì)和背側(cè)前扣帶回皮質(zhì)的兩個大腦決策中心的神經(jīng)元記錄的電活動。
他們發(fā)現(xiàn)，任一區(qū)域中約六分之一的神經(jīng)元活動與心率波動相關(guān)。換句話說，如果動物的心率發(fā)生變化，那么這些細(xì)胞的活動也會通過加速或減速而改變。這項活動似乎不受關(guān)于猴子收到的不同獎勵的決定的影響。同時，每個區(qū)域剩余細(xì)胞的活動似乎主要參與決策過程。
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