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研究人员发现大脑区域会强调奖励位置

我们可以自由漫步,但是通常我们去某个地方是有原因的。在一项新的研究中,皮克尔学习与记忆研究所的研究人员表明,当我们追求生命的奖赏时,大脑的某个区域会以特别强烈的奖励位置来追踪我们的位置。侧面隔片的这种实用偏差表明,这是制定目标导向行为的关键。

“在某种意义上,侧隔似乎在'优先考虑'与奖励有关的空间信息,” eLife研究的主要作者,曾在麻省理工学院的高级作者马修·威尔逊(Matthew Wilson)和谢尔曼(Silman)毕业的汉娜飞兆半导体神经生物学教授。Wirtshafter现在是西北大学的博士后。

去年,生物学,脑科学和认知科学教授Wirtshafter和Wilson分析了LS和海马中数百个神经元电活动的测量结果,该区域以编码许多形式的记忆(包括空间图)为名,被称为大鼠迷宫般地朝着奖励前进。在《现代生物学》中,他们报道了LS直接编码有关老鼠在环境中导航时的速度和加速度的信息。

这项新的研究继续进行了这一分析,发现虽然LS将其细胞用于编码位置的比例要比海马体小得多,但是当大鼠靠近奖励所在的位置时,这些细胞中的比例却要大得多。此外,当老鼠朝着奖励点急促地回到H形迷宫中时,其神经活动的步伐最接近那些奖励位置达到峰值,使活动曲线与可以找到巧克力的地方相关。最后,他们发现在代表奖励位置的细胞中,海马和LS之间的神经活动高度相关。

威尔逊说:“了解奖励信息如何通过海马体与记忆和空间联系起来,对于我们了解我们如何从经验中学到知识至关重要,这一发现指出了侧隔在这一过程中可能发挥的作用。”

具体来说,Wilson和Wirtshafter解释了这两项研究的结果,认为LS在帮助将来自海马等区域的位置,速度和加速度的原始信息过滤并将其转换为更具奖励性的输出方面发挥了关键作用适用于已知指导目标行为的区域,例如腹侧被盖区域。在本文中,他们讨论了海马和LS可能连接在一起的方式。他们认为,LS可以将神经元专用于从海马接收与奖励相关的位置信息,并且可以在神经元中混合非奖励位置信息,这些神经元还负责处理其他信息,例如运动。

Wirtshafter说:“这得到了我们先前工作的支持,该工作显示了位置编码和运动编码LS单元有些重叠。”

Wirtshafter说,尽管对我们大多数人来说,很容易将大脑促进导航的能力视为理所当然,但科学家出于多种原因对其进行了研究。

她说:“阐明涉及导航,记忆和计划的大脑机制和电路可能会识别出运动和记忆疾病中认知功能受损的潜在过程。”“此外,关于目标定向行为原理的知识也可以用于在机器模型中对上下文相关的大脑行为进行建模,以进一步促进人工智能的发展。”

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