神经科学家认为大脑区域是学习的关键部位

大脑蓝斑(LC)区域很小，看起来很专门化，因为它大量输出唤醒刺激神经调节剂去甲肾上腺素而被定型。在一篇新发表的论文中，麻省理工学院的一个神经科学实验室获得了美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的新拨款，该实验室正在证明，LC不仅仅是一个报警按钮，它对学习、行为和心理健康的影响比人们所认为的更为微妙和多方面。

有超过100人的参与大脑区域麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所和脑与认知科学系神经科学牛顿教授Mriganka Sur说:“以及在何时何地发出去甲肾上腺素(NE)的复杂控制，LC中数量惊人的多样化细胞可能代表着从奖励和惩罚中学习的重要调节器，然后将这种经验应用到优化行为。”

Sur、博士后Vincent Breton-Provencher和研究生Gabrielle Drummond在上个月发表的一篇评论文章中写道:“以前被认为是一个同质的细胞核，对其许多不同的靶区域施加全球统一的影响，现在被认为是一个异质的ne释放细胞群体，可能显示出控制其功能的空间和时间模块化。神经回路的前沿．

这篇文章展示了来自Sur团队和其他团队的大量新出现的证据，表明LC可能整合了来自整个大脑的感觉输入和内部认知状态，从而精确地发挥其NE介导的影响来影响行为——通过调节NE到运动皮层——以及通过调节NE到大脑皮层来处理奖励或惩罚的结果反馈前额叶皮层．

为了调查这一假设，研究小组已经开始利用NIH在4月份授予的210万美元的5年期拨款开展工作。在这项研究中，他们让老鼠进行学习任务，让它们接受不同音高和音量的音调的提示。在训练的过程中，老鼠将学习到，当音调很高时，按杠杆将获得奖励，当音调低时，正确的反应是不要推，以免它经历不愉快的气胀。通过改变音调的音量，实验员将改变老鼠对它们正确听到提示的确信程度。

Sur说，这个假设(由初步数据证实)预测东北地区将在多个关键方面发挥作用。当小鼠听到提示音时，如果音高较低，LC将通过一组神经元发送较少的NE到运动皮层，反映了动物的信念，杠杆不应该被推动，因为不会有回报。同时，音量越低，动物做出决定的确定性就越低。相反，高音量的高音调会发送更多的NE，反映出动物确信推动杠杆会产生奖励。

在老鼠行动后，反馈越令人惊讶，它就会产生越多的NE，并通过一个不同的群体发送到前额叶皮层，刺激更大的学习。例如，如果老鼠听到一种微弱的高音，小心翼翼地按下杠杆，结果奖励的惊喜会刺激NE的强烈输出，以指示前额叶皮层，因为它的期望不是很高。只要老鼠猜错了，感觉到了空气膨胀，就会刺激最强的NE释放到前额叶皮层。在这样的动态之后，Sur的团队在随后的试验中观察到了一致的性能变化。

苏尔说:“通过这种方式，去甲肾上腺素可以被认为是一种唤醒信号，但重要的是，在持续功能的背景下，它也是一种学习信号。”“这既是一个执行信号，也是一个学习信号，对于这两者，我们都可以描述实际的定量关系。”

该团队不仅要测量LC-NE神经元的活动，他们还将使用光遗传学(神经元可以用光控制)来控制它们，这样他们就可以抑制或放大LC-NE输出，以显示每种操作如何影响动作和学习。

苏尔说，了解LC工作的真正本质可能有助于改善某些疾病的治疗。例如，PTSD的一种潜在治疗方法包括抑制对NE的接受能力，但这也会促进睡意。他说，更有原则、更精确的治疗方法可以提高疗效，减少副作用。

苏尔说:“如果我们了解其目标和背后的理论，我们希望能影响焦虑，但不会让你犯困。”“这是治疗疾病的基础科学的希望——让事情变得越来越具体，定义一个系统所涉及的电路和功能的特异性。”

此外，LC是阿尔茨海默病的早期影响区域，他说。以正确的方式处理这种损失可以帮助维持学习和认知的形式。

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