【阮仲容專欄】堅持和放棄有三個開關

菲莉西蒂·納爾遜 Felicity Nelson發表在最新一期權威期刊《自然》(Nature)的<大腦如何決定是否堅持下去──以及何時放棄>( How the brain decides whether to persist — and when to give up) 說，神經科學家證明了腦幹中的特定神經元如何控制小鼠的這些行為策略。(Neuroscientists demonstrate how specific neurons in the brainstem control these behavioural strategies in mice.)老鼠是否堅持完成任務、探索新選擇或放棄取決於大腦中三種神經元的活動。
放電率變化可能會導致這些病症
在實驗中，倫敦大學學院 (UCL) 的研究人員能夠透過打開和關閉動物腦幹中稱為中縫核的部分的神經元來控制這三種行為。這項研究結果發表在今日的《自然》雜誌。
澳大利亞布里斯班昆士蘭腦研究所的神經科學家羅傑·馬雷克 (Roger Marek) 表示：“通過操縱中縫核中的特定神經亞型可以介導某些策略行為，這非常了不起。”
這些行為在人類身上是否以相同的方式控制還有待證實，但如果確實如此，這可能與三種行為策略失衡有關的某些神經精神疾病有關，論文共同作者、倫敦大學學院的系統神經科學家 Sonja Hofer 說。例如，她表示，在患有強迫症和自閉症的人身上可以觀察到堅持熟悉動作和重複行為的過度驅動力。相反，病理性脫離和缺乏動力是重度憂鬱症的症狀，而過度的探索慾望和無法堅持完成任務則是注意力不足過動症的症狀。霍弗說：“特定中縫細胞類型的放電率變化可能會導致這些病症的某些方面。”
腦中縫核中的三種神經元像電燈“開關”
研究人員透過基因改造，讓小鼠中腦中縫核中的三種神經元（釋放神經傳導物質 GABA、谷氨酸和血清素）表達一種光反應蛋白，這意味著這些神經元可以透過光打開和關閉。然後，研究人員將老鼠放入一個盒子裡，裡面有 20 件它們從未見過的物體。
一組對照組小鼠花費大致相同的時間追求以下三種策略：透過抓取、攜帶或咬人的方式堅持與一個物體互動；透過在短時間內與許多物體互動來探索他們的選擇；或忽略物體並脫離。
當研究人員抑制 GABA 釋放神經元（或 GABAergic 神經元）時，小鼠堅持單一物體的時間會比對照組小鼠更長，切換物體的頻率會比對照組小鼠低。相較之下，激活谷氨酸能神經元——即使只有兩秒鐘——也會導致老鼠花更多時間快速連續地從一個物體跳到另一個物體，表明探索活動增加。
即使短暫抑制血清素神經元，也會使小鼠花更多時間處於脫離狀態。研究也發現，中腦的外側韁核區域參與抑制中縫核的血清素神經元，導緻小鼠無法完成任務。
英國牛津大學行為神經科學家馬克沃爾頓說：“這是一項非常優雅和有趣的研究。”