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养成一个新习惯，只需要这个大脑区域兴奋0.5秒

百家作者：人工智能学家 2020-04-15 20:32:45

图片来源：Pixabay

文章来源：达特茅斯学院

翻译：毛千芊

审校：张毛毛

每天，人类和动物依靠习惯完成日常起居，如吃饭和睡觉。习惯使我们能不加思考地做事。当大脑开始养成一种新习惯时，只需半秒钟，大脑中一个叫做背外侧纹状体的区域，就会产生短暂的爆发性神经活动。随着习惯的加强，这种神经活动也会增加。最近，达特茅斯学院的一项发表在《神经科学杂志》的研究揭露出，背外侧纹状体的活跃程度如何控制人们的习惯形成。

在之前的研究中，论文的通讯作者发现，背外侧纹状体中强烈的脑神经活动与大鼠走迷宫的习惯有关。在迷宫开始和结束时，这种神经活动会更加明显。而在这项研究中，研究人员试图使用“光遗传学”的方法，控制大鼠大脑中神经活动的爆发。这种方法可以用光来激活或抑制，与习惯形成有关的背外侧纹状体的神经元。光遗传学使脑细胞能够表达一种对光敏感且无痛的受体。其中，闪烁的蓝光会使脑细胞兴奋，而闪烁的黄光则会降低脑细胞的活跃程度。

研究人员设计了一个十字迷宫，并训练大鼠在其中跑步(迷宫里一次只有一只大鼠)。大鼠从两条通道中的一个开始，从十字形迷宫的一端跑到中间的决策点，如果他们在这里左转或右转，就能得到终点处的一个小糖球。一旦这些动物开始走迷宫，并朝着奖励所在的正确方向运动，它们就会得到一个小糖球的奖励。

在大鼠完成迷宫训练后，研究者利用闪烁的彩色灯光，控制小鼠背外侧纹状体的神经活动。实验结果显示，即使只让背外侧纹状体细胞兴奋了0.5秒，大鼠就能更活跃和习惯性地在迷宫中奔跑。这时，大鼠的习惯已经形成，一旦它跑到十字迷宫的中心，就会立即转向奖励所在的方向，而不会再在中心停下来四处张望了。

相反，当神经细胞的活性受到抑制时，大鼠反应缓慢，似乎完全失去了习惯。它们到达十字迷宫的中心后就会停下来，好像在深思熟虑，一段时间后才做出选择。更让人吃惊的是，当研究人员将终点处的美味食物换成不美味的东西时，在这种情况下，刺激大鼠的背外侧纹状体细胞，能让它们在没有奖励的情况下继续习惯性奔跑，而当抑制这些细胞的活动时，大鼠基本上会拒绝奔跑。

在大鼠在迷宫跑到一半时，研究人员也进行了光照操作，但几乎没有效果。一旦，大鼠开始了跑、转、停等一系列动作后，习惯就会支配它们的行动，就好像它们正在进行“自动驾驶”。

文章的作者之一、达特茅斯大学心理和大脑科学系的副教授和研究生院主任Kyle S. Smith说，“我们的研究结果表明，在习惯刚形成时，可以在很短的时间内对其加以控制。这时大脑的神经活动强度能决定，完整的行为是否能够变成一种习惯。”他的实验室主要研究和奖励和行动相关的神经科学。他补充说:“这一研究结果表明了，当习惯形成时，背外侧纹状体的活动是如何控制动物行为的，并为其中的因果关系提供了证据。”

更好地理解背外侧纹状体在习惯记忆和其他行为中的特殊作用，是至关重要的。有研究发现，这个大脑区域的损伤与帕金森病有关。这一研究中，研究人员解释了如何利用时间窗口来确定形成习惯的时间，从而“为那些具有难以治疗的强迫症的人设计治疗策略”。

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