快捷搜索:  汽车  科技

枕内隆突是颅后窝吗(原来被背侧纹状体这一大脑深度核团控制着)

枕内隆突是颅后窝吗(原来被背侧纹状体这一大脑深度核团控制着)在灵长类大脑,内囊的神经纤维从背侧纹状体中间零散穿过,形成灰质和白质交织的纹状结构,这是纹状体名字的来源。同时,内囊神经纤维将背侧纹状体一分为二,内侧为尾状核(caudate),外侧为壳核(putamen)。背侧纹状体是我们今天讲述的重点,它在两种行为中其重要作用。大脑皮层是神经元胞体组成的灰质,皮层之下是神经纤维交错而成的白质。而在这庞大的白质深处,却另有一处桃花源地,称为基底神经节(basal ganglia)。基底神经节是一大团神经元胞体组成的灰质,而纹状体是基底神经节中最大的核团。红色部分为纹状体纹状体是运动和奖励系统的重要结构,分为腹侧和背侧两部分。腹侧纹状体的主要结构是伏隔核(Nucleus accumbens)和嗅结节(olfactory tubercle),不在我们今天的讨论范围之内。

在操作性条件学习的初期,大鼠的行为是目标导向的,会根据行为结果灵活调整。而在过度学习后,大鼠的行为转变成习惯行为,模式固定,不易改变。

这可以通过结果贬值的行为学实验来验证。如果让大鼠厌恶奖励,处于学习初期的大鼠会避开厌恶的奖励。相反,过度学习的大鼠,依旧奔向厌恶的奖励。

(请看:操作性学习的两个阶段:目标导向行为和习惯行为)

进一步的问题是,哪些脑区控制着习惯行为和目标导向行为?答案在背侧纹状体。

背侧纹状体

大脑皮层是神经元胞体组成的灰质,皮层之下是神经纤维交错而成的白质。而在这庞大的白质深处,却另有一处桃花源地,称为基底神经节(basal ganglia)。基底神经节是一大团神经元胞体组成的灰质,而纹状体是基底神经节中最大的核团。

枕内隆突是颅后窝吗(原来被背侧纹状体这一大脑深度核团控制着)(1)

红色部分为纹状体

纹状体是运动和奖励系统的重要结构,分为腹侧和背侧两部分。腹侧纹状体的主要结构是伏隔核(Nucleus accumbens)和嗅结节(olfactory tubercle),不在我们今天的讨论范围之内。

背侧纹状体是我们今天讲述的重点,它在两种行为中其重要作用。

在灵长类大脑,内囊的神经纤维从背侧纹状体中间零散穿过,形成灰质和白质交织的纹状结构,这是纹状体名字的来源。同时,内囊神经纤维将背侧纹状体一分为二,内侧为尾状核(caudate),外侧为壳核(putamen)。

枕内隆突是颅后窝吗(原来被背侧纹状体这一大脑深度核团控制着)(2)

灵长类和啮齿类的纹状体

更多的时候,科学家称caudate为背内侧纹状体(DMS,Dorsomedial Striatum),puteman为背外侧纹状体(DLS,Dorsolateral Striatum)。

枕内隆突是颅后窝吗(原来被背侧纹状体这一大脑深度核团控制着)(3)

背内侧纹状体(DMS,Cd,红色),背外侧纹状体(DLS,Pu,蓝色)。左:啮齿类。右:灵长类

背侧纹状体神经元反应和习惯行为、目标导向行为密切相关

大鼠的行为任务是在一个T字型迷宫中进行的。当小鼠听到1kHz的声音时,迷宫内左拐可获得奖励。如果听到8kHz的声音,则右拐可获得奖励。

枕内隆突是颅后窝吗(原来被背侧纹状体这一大脑深度核团控制着)(4)

1kHz声音左拐,8kHz右拐

大鼠经历长达几十天的学习,包括了学习早期和过度训练阶段。这几十天内,科学家记录了背外侧和背内侧纹状体神经元的放电反应。

纹状体内绝大多数神经元是抑制性多巴胺能神经元,其胞体大小中等,树突庞大,科学家称之为中棘神经元(Medium spiny neuron)。

枕内隆突是颅后窝吗(原来被背侧纹状体这一大脑深度核团控制着)(5)

啮齿类纹状体中棘神经元

科学家发现,背外侧纹状体的中棘神经元在大鼠做任务时反应性质很奇特,它们只在一次测验的开始和结束时反应,就像括号一样将任务在时间上括了起来。并且,不随训练时间变化。也就是说,在大鼠的目标导向行为和习惯行为中,背外侧纹状体神经元反应模式一样。

枕内隆突是颅后窝吗(原来被背侧纹状体这一大脑深度核团控制着)(6)

背外侧纹状体神经元只在一个trial开始和结束时反应

而背内侧纹状体的神经元却只在实验中间时刻反应。中间时刻,大鼠在思考左拐还是右拐。大鼠需要预测左拐和右拐的结果,最终来选择执行哪一种行为。这种反应模式只出现在训练早期,那时,大鼠的行为是目标导向的。随着训练的过度,大鼠的行为由目标导向转变成习惯化,背内侧纹状体的神经元也变沉默了。这说明,背内侧纹状体神经元的放电和目标导向行为密切相关。

枕内隆突是颅后窝吗(原来被背侧纹状体这一大脑深度核团控制着)(7)

背内侧纹状体神经元在学习早期反应,学习晚期反应减弱

神经元放电和行为的相关并不能说明什么,决定性的证据仍然需要脑区抑制或损毁实验。

背外侧纹状体损毁阻止习惯行为生成,背内侧纹状体损毁使习惯行为过早形成

在操作性条件学习早期,大鼠的行为属于目标导向行为。如果此时损毁背内侧纹状体,大鼠的目标导向行为会变成习惯行为。

具体行为上,如果损毁背内侧纹状体,大鼠会无脑地选择贬过值的奖励,说明此时大鼠的目标导向行为已经变为习惯行为,不会根据结果调整自己的行为。也就是说,背内侧纹状体的损毁使习惯行为更快更早的生成。而损毁背外侧纹状体则不影响大鼠的目标导向行为。

枕内隆突是颅后窝吗(原来被背侧纹状体这一大脑深度核团控制着)(8)

学习初期,损毁背内侧纹状体,大鼠目标导向行为变成习惯行为

这些实验结果说明,背内侧纹状体对于目标导向行为极为重要。

与之相反,在学习后期,大鼠的习惯行为已然形成。如果此时损毁背外侧纹状体,大鼠的习惯行为会恢复成学习初期的目标导向行为。具体行为表现是这样的,背外侧纹状体损毁的大鼠,选择贬值奖励的概率会降低。这说明,背外侧纹状体控制着习惯行为的维持。

枕内隆突是颅后窝吗(原来被背侧纹状体这一大脑深度核团控制着)(9)

学习后期,损毁背外侧纹状体(右),大鼠习惯行为变为目标导向行为

总结

药物滥用,酗酒、抽烟等坏习惯,对人类生命和健康造成了极大危害。因此,目标导向行为,尤其是习惯行为的脑机制研究就显得尤其重要。

枕内隆突是颅后窝吗(原来被背侧纹状体这一大脑深度核团控制着)(10)

在操作性条件学习过程中,背内侧纹状体和背外侧纹状体分别控制着目标导向行为和习惯行为。两脑区之间存在竞争,如果背内侧纹状体的反应压倒背外侧,则大鼠表现出目标导向行为。反之,大鼠表现出习惯行为。

科学家认为,控制着目标导向行为和习惯性行为的脑网络,其中心很可能是背侧纹状体。

除了纹状体,这一未知网络中的其他脑区也参与到大鼠行为控制中。例如,科学家发现,位于腹内侧前额叶的边缘下区,也参与习惯行为的形成。抑制边缘下区,可阻止大鼠习惯行为的形成。

枕内隆突是颅后窝吗(原来被背侧纹状体这一大脑深度核团控制着)(11)

人的边缘下区(25区)和大鼠的边缘下区(infralimbic)

猜您喜欢: