《Nature》中缝正中核：行为策略转换的关键 “总控台”

研究人员针对动物行为策略的神经机制展开研究，发现中缝正中核（MRN）可调控行为策略，成果发表在《Nature》杂志上，为我们理解动物的行为决策机制带来了新的曙光。

　　

在自然界中，动物们面临着复杂多变的环境，资源的不确定性时刻考验着它们的生存智慧。想象一下，一只小鼠在充满各种新奇物品的环境里，它得迅速做出决策：是执着于探索眼前熟悉的物品，还是勇敢地去探寻其他未知的可能性，亦或是暂时停下，保存体力以应对潜在的危险？这个看似简单的行为选择背后，却隐藏着复杂的神经调控机制。此前，虽然有研究关注到前脑区域在评估选择成本、计算预期价值以及确定最优策略方面的作用，但对于大脑究竟如何实现像执着坚持（perseverance）、探索（exploration）或脱离（disengagement）等不同行为策略的转换，科学家们了解得还十分有限。

为了揭开这一神秘面纱，伦敦大学学院（University College London）Sainsbury Wellcome Centre 的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Nature》杂志上，为我们理解动物的行为决策机制带来了新的曙光。

研究人员采用了多种先进的技术方法来开展此项研究。其中，细胞类型特异性光遗传学操作（cell-type-specific optogenetic manipulations）可以精准地调控特定神经元的活动；纤维光度测定法（fibre photometry）能够实时监测神经元的钙信号变化，以此反映神经元的活动情况；电路追踪（circuit tracing）则帮助研究人员清晰地了解神经通路的连接情况。此外，研究使用了多种实验小鼠，包括野生型 C57BL/6 J 小鼠以及 SERT^-Cre、VGAT^-IRES^-Cre 和 VGLUT2^-IRES^-Cre 小鼠等。

研究结果如下：

1. VGAT⁺ MRN 神经元调节 perseverative 行为：研究人员设计了多新奇物体交互（MNOI）测试，让自由活动的小鼠接触 20 个新奇物体，并通过无监督隐马尔可夫模型（HMM）将小鼠的行为分为 perseverative、exploratory 和 disengaged 三种状态。实验发现，抑制 VGAT⁺ MRN 神经元会使小鼠在与单个物体的交互中持续时间显著增加，在 perseverative 状态花费的时间增多，而 exploratory 和 disengaged 状态的持续时间则大幅减少；激活这些神经元虽不会明显改变三种状态的持续时间，但会减少小鼠与单个物体的深度交互时间，增加物体切换频率。在 T 迷宫任务和三臂赌博机任务中，进一步验证了抑制 VGAT⁺ MRN 神经元会导致小鼠在当前或熟悉的选择上表现出 perseverance。

2. VGluT2⁺ MRN 神经元驱动探索行为：在 MNOI 测试中，激活 VGluT2⁺ MRN 神经元能显著增加小鼠在 exploratory 状态的时间，减少 perseverative 状态的时间，小鼠在不同物体间的切换频率也更高；抑制这些神经元则无明显效果。在 T 迷宫任务中，激活 VGluT2⁺ MRN 神经元同样促进了小鼠的探索选择。此外，研究还通过其他任务证实，只有 VGluT2⁺ MRN 神经元的活动能主动驱动探索行为。

3. MRN 神经元调节情感状态：利用自我刺激测试和 TMT 厌恶测试等实验，研究人员发现抑制 VGAT⁺ MRN 神经元会诱导强烈的正价（positive valence），使小鼠偏好回到光刺激关联的端口，甚至会克服对厌恶物体的恐惧；激活 VGluT2⁺ MRN 神经元也会传达正价，增加小鼠对探索物体的偏好；而激活 VGAT⁺ MRN 神经元则不会明显诱导正价或增加觉醒水平。

4. SERT⁺ MRN 神经元调节参与度：抑制 SERT⁺ MRN 神经元会使小鼠在 disengaged 状态的时间大幅增加，减少 perseverative 状态的时间，在自我刺激测试中降低小鼠对光刺激关联端口的偏好，在鼻子戳奖励关联任务中减少小鼠完成的试验次数，表明 SERT⁺ MRN 神经元的活动对任务参与至关重要；激活这些神经元则无明显影响。

5. LHb 输入到 MRN 促进脱离行为：通过逆行病毒追踪，研究人员发现外侧缰核（LHb）和外侧下丘脑区域（LHA）是 MRN 的两个主要输入脑区。激活 LHb 到 MRN 的输入会减少小鼠对光刺激关联端口和区域的偏好，增加小鼠在 disengaged 状态的时间，降低任务参与度；抑制该输入则产生相反效果。进一步研究发现，LHb 对 MRN 中血清素能神经元有抑制作用，从而调节参与度。

6. LHA 输入到 MRN 调节 perseverative 行为：激活 LHA 到 MRN 的 GABA 能输入会增加小鼠对光刺激关联端口和区域的偏好，提高觉醒水平，使小鼠在 MNOI 测试中 perseverative 状态的持续时间增加；抑制该输入则会减少 perseverative 状态的时间。在 T 迷宫测试中，激活该输入会使小鼠坚持选择之前奖励的手臂，抑制则会降低这种 perseverance。

研究结论和讨论部分指出，中缝正中核（MRN）的三种不同细胞类型（GABA 能神经元、谷氨酸能神经元和血清素能神经元）在调节动物与环境资源的交互行为中发挥着关键作用。它们能够影响动物在 perseverance、exploration 和 disengagement 之间的决策，使 MRN 成为一个中央行为 “总控台”。此外，MRN 并非孤立发挥作用，而是作为复杂分布式皮层下回路的一部分，与其他系统协同调节动物的动机和内部状态。该研究不仅为我们理解动物的行为决策机制提供了重要依据，还可能为抑郁症、强迫症等精神疾病的病因研究和治疗提供新的思路和潜在靶点。这一成果在生命科学和健康医学领域具有重要的理论意义和潜在的应用价值，为后续相关研究奠定了坚实的基础。