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喜新厌旧的神经生物学证据
【字体: 大 中 小 】 时间:2006年08月09日 来源:生物通
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新环境会刺激大脑的求索和学习行为,大脑偏爱新鲜事物。大脑中主要的“新事物中心”——黑质致密部/中脑腹侧被盖区(substantia nigra /ventral tegmental area, SN/VTA)会被意外刺激或者由此产生的情绪波动、反应应答而激活。黑质致密部/中脑腹侧被盖区会对学习产生重要影响,因为这个区域与大脑的学习中心海马区和情绪信息处理中心杏仁核区相连,所以在学习行为中发挥重要作用。
生物通编译:俗语说,喜新厌旧。神经生物学家早就证实,新环境会刺激大脑的求索和学习行为,但是还不了解大脑是否真正偏爱新鲜事物。更确切地说,大脑中主要的“新事物中心”——黑质致密部/中脑腹侧被盖区(substantia nigra /ventral tegmental area, SN/VTA)会被意外刺激或者由此产生的情绪波动、反应应答而激活。黑质致密部/中脑腹侧被盖区会对学习产生重要影响,因为这个区域与大脑的学习中心海马区和情绪信息处理中心杏仁核区相连,所以在学习行为中发挥重要作用。
目前,研究人员Nico Bunzeck在人类实验中发现,SN/VTA确实以此方式对新鲜事物产生应答机制,新鲜事物能刺激大脑去求索、寻找反馈。伦敦大学和Otto von Guericke 大学研究人员已将他们的实验结果发表于8月3日的《神经元》杂志上。
Nico Bunzeck采用oddball经典范示研究新奇图像刺激受试者SN/VTA的机制。Oddball实验范式的要点是,对同一感觉通道施加两种刺激,一种刺激出现概率很大,如85%,另一种刺激出现的概率很小,如15%。两种刺激以随机顺序出现,这样,对于被试者来说,小概率刺激的出现具有偶然性,因为它很少才出现一次,感觉有点怪(Odd)。但实验任务却要求被试关注小概率刺激,只要小概率刺激一出现就尽快做出反应(生物通注释)。
具体的说,实验过程中受试者接受一系列相同的面孔或者室外景象的图片的同时,用核磁共振扫描仪(functional magnetic resonance imaging,fMRI)对受试者的大脑进行扫描,用无害的无线电信号和磁场测量脑部血流情况,以此来反应SN/VTA区域活动情况。研究人员在系列相同图片中间插四种oddball——第一种只是简单中性图像,第二种图像要求受试者去按按钮,第三种是一张情感图像,第四种是明显的新鲜图像。
实验设计使得研究人员得以对比受试者对不同类型oddball图像的反应情况,从而区分大脑对纯刺激的反应和对其他能激活大脑其它活动(如情绪波动)的反应。
在第二组oddball实验中,研究人员研究是否SN/VTA编码大量的新鲜刺激。研究人员测量了该区域对不同熟悉程度或新奇程度图像的反应。研究人员另外还研究评定当熟悉图像与新鲜图像联合出现,或者与更熟悉的图像联合出现时,受试者是否对熟悉图像的记忆更加深刻。
研究发现,SN/VTA确实对新鲜事物有反应,反应水平根据新鲜程度不同而不同。研究人员总结数据证明:“功能性海马趾SN/VTA环”("a functional hippocampal-SN/VTA loop" )由新鲜事物驱动,而不是其它形式的刺激(包括情感内容或者响应图像的需要)。研究人员强调,越新鲜,SN/VTA反应越强,这种发现与大脑功能模型一致——把新鲜事物看作是激发对环境进行探索以寻求回馈的‘动力’,而不是把新鲜事物当作回馈本身。”
此外,Bunzeck发现新鲜事物增强了学习能力。“因此,人类SN/VTA可以编码完全的新鲜事物刺激信号,有助于加强学习相关新鲜事物的能力。”最后,研究人员说他们的研究结果提示选择性破坏大脑海马区可以消除新鲜事物的积极作用,使再认记忆能力下降。生物通记者宗敏