中科院和斯坦福联手揭示“专注力”的大脑机制

科学家们发现了一种新大脑机制，该机制潜在控制着联想学习能力。

　　

刺激的提醒（salience）是“可被注意的”或“重要的”一种状态。提醒性检测，即评判事物的重要性，是一个关键的大脑机制，有机体通过该机制可以将有限的注意力资源集中在最重要的事件上，从而促进学习和生存。大脑提醒性检测回路并未被很好的理解过。

如今，中国科学院深圳先进技术研究所（Shenzhen Institutes of Advanced Technology，SIAT）朱英杰（ZHU Yingjie）教授课题组与斯坦福大学陈晓科（CHEN Xiaoke）教授科学组合作，共同阐明了提醒性加工的大脑机制。

使用光纤记录法（fiber photometry）和单单元记录法（single-unit recording），研究人员发现丘脑室旁核（PVT）内神经元被各种提醒刺激（包括新刺激、增强剂刺激和预测线索刺激等）强烈激活，其反应与刺激强度成正比，更大的奖赏（惩罚）可以唤起更大的PVT反应。

提醒刺激不仅取决于刺激的物理性质和行为相关性，还取决于动物的内部稳态。例如，当动物口渴时，水就是非常重要的提醒刺激，当动物处于饱足状态时，水的提示性就会下降。研究人员发现，当动物摄取大量水后，PVT神经元对谁的反应和其预测线索就会随之减少。

科研人员搭建的实验装置 （图片来源：论文作者）

刺激的提醒性也取决于外部环境。例如，当捕食者存在时，水的重要性就会降低。通过调节行为情景，研究人员发现，PVT可以动态地根据内稳态和外环境改变追踪刺激的提醒性。

PVT的提醒作用是联想学习的重要方面。学习期间，光遗传抑制PVT，会显著破坏学习欲望，导致厌恶学习。

PVT也可通过内部情绪激活，比如消除奖励后的失望，是否能得到奖励对学习欲望是很重要的，光遗传抑制PVT能减缓这种学习欲望衰减。

斯坦福大学神经科学研究所主任Robert C. Malenka教授称赞这项研究是“对大脑如何处理和编码动机重要性或行为上有益刺激‘提醒’方面的一项非常复杂和精细的研究。”他相信，研究人类适应性和病理行为的科学家们将密切关注这项研究，即将开始探索这个关键的脑区（PVT）的相关作用。

朱英杰简介：

中国科学院深圳先进技术研究院研究员，博士生导师。

2002-2006，中山大学，生物化学专业， 学士

2006-2013，中国科学院神经科学研究所，博士

2013-2017， 美国斯坦福大学， 博士后

2017 至今，  中科院深圳先进技术研究院，脑所，研究员

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原文检索：Dynamic salience processing in paraventricular thalamus gates associative learning
（生物通：伍松）