计算模型显示了人类和昆虫了解周围环境的相似之处

据苏塞克斯大学的一项新的研究表明，根据苏塞克斯大学的一项新的研究，甚至谦卑的水果蝇渴望一定的快乐激素，展示了它们如何使用多巴胺以与人类类似的方式学习。

苏塞克斯大学的信息专家开发了一种新的计算方法模型这证明了昆虫和哺乳动物学习能力之间长期以来的联系，正如今天发表在《科学》杂志上的一篇新论文所详细描述的那样自然通讯。

结合最近实验的解剖和功能数据，詹姆斯·班尼特博士和他的同事们根据奖励预测错误(RPE)假说，模拟了果蝇大脑的解剖和生理学是如何支持学习的。

计算模型表示如何多巴胺神经元在一个果蝇的大脑的区域，被称为蘑菇体，可以产生类似的信号与多巴胺神经元在哺乳动物中，以及这些多巴胺信号如何可靠地指导学习。

学者认为，建立苍蝇也使用预测错误来学习可能导致更多人性化动物研究，让研究人员用更简单的昆虫物种取代动物，以便将来的研究进入学习机制。

通过开辟新的机会来研究神经学习机制，研究人员希望该模型也有助于照亮对抑郁或成瘾等心理健康问题的理解，这些问题是由RPE假设基础的抑郁症或成瘾。

萨塞克斯大学工程与信息学学院的研究员贝内特博士说:“通过我们的计算模型，我们能够证明昆虫实验的数据并不一定与RPE假说的预测相冲突，正如之前所认为的那样。”

“建立昆虫和哺乳动物研究之间的桥梁可以开辟剥削可用于在昆虫的实验的强大遗传工具以及哺乳动物（包括人）的脑功能和疾病的较小规模的强大遗传工具的可能性。"

由于RPE假说，对哺乳动物如何学习的理解已经取得了很大的进展。RPE假说认为，联想记忆的习得程度与它们的不准确性成正比。

该假说在解释哺乳动物学习的实验数据方面取得了相当大的成功，并被广泛应用于决策和心理健康疾病，如成瘾和抑郁症。但是，由于不同实验的结果相互矛盾，科学家在将这一假设应用于昆虫学习时遇到了困难。

苏塞克斯大学研究团队创造了一个计算模型展示蘑菇身体解剖和生理的主要特征是如何根据RPE假设实现学习的。

该模型模拟了蘑菇体的简化，包括不同的神经元类型和它们之间的连接，以及那些神经元的活动如何促进学习和影响飞行当某些选择获得奖励时的决定。

为了进一步了解苍蝇大脑中的学习能力，研究小组利用他们的模型，对蘑菇体内不同神经元对学习和决策的影响做出了五种新颖的预测，希望能促进未来的实验工作。

Bennett博士说：“虽然其他模型的蘑菇体已经创造出来，但我们的知识最好，直到现在已经包括多巴胺神经元和另一组神经元之间的联系，这些内核是预测和驱动奖励行为的一组神经元。例如，当奖励是食物的糖含量时，这些连接将允许预测的糖可用性与摄取的实际糖进行比较，允许学习更准确的预测和适当的糖寻求行为。

“当在其大脑中的特定神经元的活动要么在实验中沉默或激活时，该模型可以解释果蝇呈现的大量行为。我们还提出了多巴胺神经元和蘑菇体内的其他神经元之间的连接，这没有尚未在实验中报道，但有助于解释更多实验数据。"

托马斯·诺多尼（萨塞克斯大学信息学教授）说：“该模特以一种允许我们系统地思考的方式汇集了学习理论和实验知识，如何激发大脑实际上是如何工作的。结果表明如何在简单的苍蝇中学习如何更多类似于我们如何学习而不是先前的想法。“

---

---