本报上海7月4日电(记者余传诗)抉择是一个极其复杂的脑过程,是一种生存能力。为什么人们经常会作出正确的抉择,而有时的抉择会失去“理智”或不合“情理”?这些极为有趣的科学问题吸引了越来越多科学家的加入。国际权威学术期刊《科学》最近以报告形式,发表了中国科学院上海生命科学研究院神经科学
近年来,尽管脑与认知科学在探索人类或高等动物抉择方面已取得可喜的进展,但是抉择的环路机制及神经计算原理仍是一个挑战性课题。
果蝇被人们称作是生命科学的“万能钥匙”。将果蝇作为研究两难抉择的模式动物,在国际上郭爱克实验室是第一家。6年前,郭爱克实验室开创了果蝇的两难抉择研究,不仅证明了果蝇具有面对两难局面的简单“趋利避害”的抉择能力,还初步证明了果蝇脑中蘑菇体结构参与这一过程。
此次发表的最新研究是该研究成果的进一步深化,它聚焦在果蝇面临冲突环境时价值抉择的神经环路机制。文章证明:(1)果蝇中央脑的蘑菇体结构和多巴胺系统共同掌控果蝇的基于价值的抉择,没有二者共同参与的抉择是简单的“犹豫不决”的线性抉择过程,而二者的协同运作才使两难抉择成为“当机立断”的“胜者独享”的非线性抉择;(2)果蝇有能力完成系列的抉择任务,即在面对新的抉择任务时,果蝇能放弃在应对前一个抉择任务时所做的选择,转而作出新的选择。体现了在抉择的“稳定性”和“灵活性”之间的统一;(3)在面对新的抉择任务时,需要蘑菇体结构和多巴胺系统重新快速参与,而一旦进入执行阶段,就不需要它们了。最后,也是最重要的,果蝇脑中的蘑菇体可能起到类似的“门控”作用,它和多巴胺系统共同实现抉择过程中的“门控”、“聚焦”和“放大”机制,从而导致非线性的陡峭的“S”形曲线。
实验室的科学家们认为如果将蘑菇体―多巴胺系统微回路,与人脑中脑的腹盖区多巴胺系统与主司抉择的前额叶之间的神经投射相比照,有可能提出抉择过程的简化脑模型。他们还认为在神经科学领域中,另一个新的研究方向“认知分子遗传学”值得关注。
这是该研究组自2001年以来,第三次在《科学》上发表研究论文。
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