當大腦開始養成一種新習慣時，只需半秒鐘，大腦中一個叫做背外側紋狀體的區域，就會產生短暫的爆發性神經活動。隨著習慣的加強，這種神經活動也會增加。
圖片來源：Pixabay
文章來源：達特茅斯學院
翻譯：毛千芊
審校：張毛毛
每天，人類和動物依靠習慣完成日常起居，如吃飯和睡覺。習慣使我們能不加思考地做事。當大腦開始養成一種新習慣時，只需半秒鐘，大腦中一個叫做背外側紋狀體的區域，就會產生短暫的爆發性神經活動。隨著習慣的加強，這種神經活動也會增加。最近，達特茅斯學院的一項發表在《神經科學雜誌》的研究揭露出，背外側紋狀體的活躍程度如何控制人們的習慣形成。
在之前的研究中，論文的通訊作者發現，背外側紋狀體中強烈的腦神經活動與大鼠走迷宮的習慣有關。在迷宮開始和結束時，這種神經活動會更加明顯。而在這項研究中，研究人員試圖使用“光遺傳學”的方法，控制大鼠大腦中神經活動的爆發。這種方法可以用光來激活或抑制，與習慣形成有關的背外側紋狀體的神經元。光遺傳學使腦細胞能夠表達一種對光敏感且無痛的受體。其中，閃爍的藍光會使腦細胞興奮，而閃爍的黃光則會降低腦細胞的活躍程度。
研究人員設計了一個十字迷宮，並訓練大鼠在其中跑步(迷宮裡一次只有一隻大鼠)。大鼠從兩條通道中的一個開始，從十字形迷宮的一端跑到中間的決策點，如果他們在這裡左轉或右轉，就能得到終點處的一個小糖球。一旦這些動物開始走迷宮，並朝著獎勵所在的正確方向運動，它們就會得到一個小糖球的獎勵。
在大鼠完成迷宮訓練後，研究者利用閃爍的彩色燈光，控制小鼠背外側紋狀體的神經活動。實驗結果顯示，即使只讓背外側紋狀體細胞興奮了0.5秒，大鼠就能更活躍和習慣性地在迷宮中奔跑。這時，大鼠的習慣已經形成，一旦它跑到十字迷宮的中心，就會立即轉向獎勵所在的方向，而不會再在中心停下來四處張望了。
相反，當神經細胞的活性受到抑制時，大鼠反應緩慢，似乎完全失去了習慣。它們到達十字迷宮的中心後就會停下來，好像在深思熟慮，一段時間後才做出選擇。更讓人吃驚的是，當研究人員將終點處的美味食物換成不美味的東西時，在這種情況下，刺激大鼠的背外側紋狀體細胞，能讓它們在沒有獎勵的情況下繼續習慣性奔跑，而當抑制這些細胞的活動時，大鼠基本上會拒絕奔跑。
在大鼠在迷宮跑到一半時，研究人員也進行了光照操作，但幾乎沒有效果。一旦，大鼠開始了跑、轉、停等一系列動作後，習慣就會支配它們的行動，就好像它們正在進行“自動駕駛”。
文章的作者之一、達特茅斯大學心理和大腦科學系的副教授和研究生院主任Kyle S. Smith說，“我們的研究結果表明，在習慣剛形成時，可以在很短的時間內對其加以控制。這時大腦的神經活動強度能決定，完整的行為是否能夠變成一種習慣。”他的實驗室主要研究和獎勵和行動相關的神經科學。他補充說:“這一研究結果表明了，當習慣形成時，背外側紋狀體的活動是如何控制動物行為的，併為其中的因果關係提供了證據。”
更好地理解背外側紋狀體在習慣記憶和其他行為中的特殊作用，是至關重要的。有研究發現，這個大腦區域的損傷與帕金森病有關。這一研究中，研究人員解釋瞭如何利用時間窗口來確定形成習慣的時間，從而“為那些具有難以治療的強迫症的人設計治療策略”。
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