麻省理工学院的神经科学家确定了负责日常习惯的神经元

我们的日常生活包括数百种日常习惯，这些习惯是由许多较小的动作组成的，例如，拿起牙刷，将牙膏挤在牙刷上，然后将牙刷提起到我们的嘴里。将行为分组为一个例程的过程称为“组块”。麻省理工学院的神经科学家现在发现，大脑中的某些神经元负责标记这些大块行为单元的开始和结束。

我们的日常生活包括数百种日常习惯。刷牙，开车去上班或收拾碗碟只是我们大脑自动完成的一些任务，以至于我们几乎不需要考虑它们。

尽管我们可能将每个例程都看作是一个单独的任务，但是它们通常由许多较小的动作组成，例如，拿起牙刷，将牙膏挤在牙刷上，然后将牙刷提起到我们的嘴里。将行为分组为一个例程的过程称为“组块”，但对于大脑如何将这些行为分组在一起却知之甚少。

麻省理工学院的神经科学家现在发现，大脑中的某些神经元负责标记这些大块行为单元的开始和结束。这些神经元位于与习惯形成密切相关的大脑区域，在学习到的例行程序开始时便会开火，在执行程序时会保持安静，然后在程序结束后再次开火。

麻省理工学院教授，​​麦戈文脑科学研究所成员，该研究的资深作者安·格雷比尔说，这种任务包围对于启动例行程序，然后在大脑完成后通知大脑很重要。

NunéMartiros是麻省理工学院的一名新博士学位获得者，现为哈佛大学的博士后，是该论文的主要作者，该论文发表在2月8日的《当前生物学》上。麻省理工学院的毕业生和麦戈文研究所的技术助理亚历山德拉·伯吉斯（Alexandra Burgess）也是该论文的作者。

例行激活

Graybiel先前已经证明，在基底神经节中发现的称为纹状体的大脑部分在习惯养成中起着重要作用。几年前，她和她的小组发现，纹状体中神经元的发射方式会随着动物学习新的习惯而发生变化，例如在听到某种音调后在迷宫中向左或向右旋转。

当动物刚开始学习迷宫时，这些神经元会在整个任务过程中不断激发。但是，随着动物变得更善于正确地转弯以获取奖励，射击会在任务的开始和结束时聚集在一起。一旦形成了这些模式，就很难改变习惯。

但是，这些先前的研究并未排除对该模式的其他解释，包括它可能与迷宫行驶行为所需的运动指令有关的可能性。在这项新的研究中，Martiros和Graybiel着手确定这种解雇模式是否可以与习惯性行为的断断续续联系在一起。

研究人员训练了老鼠按特定的顺序（例如1-2-2或2-1-2）按两个控制杆。老鼠必须指出正确的顺序是什么，如果这样做了，它们将获得巧克力牛奶奖励。他们花了几周的时间来学习这项任务，而且随着他们变得更加准确，研究人员看到了纹状体中开始和结束的发射方式，就像他们以前的习惯研究中看到的一样。

因为每只大鼠学习了不同的序列，所以研究人员可以排除模式与执行一系列特定运动所需的电机输入相对应的可能性。研究人员说，这提供了有力的证据，表明发射方式特别对应于所学常规的启动和终止。

“我认为这或多或少证明了包围模式的发展有助于包装一种大脑和动物都认为有价值并值得保留的行为。确实，这是一个高水平的信号，有助于释放这种习惯，我们认为结束信号表明程序已经完成。” Graybiel说。

独特的模式

研究人员还在纹状体中的一组抑制性神经元中发现了一种独特的模式。这些神经元的活动，称为中间神经元，与产生包围模式的兴奋性神经元的活动显示出强烈的反比关系。

中间神经元是在大鼠处于执行所学习序列的过程中被激活的，并且可能阻止主要神经元启动另一种程序直到当前程序完成。中间神经元发现这种相反的活动也使我们离了解大脑回路如何真正产生这种活动模式又迈了一步。 Martiros说。

Graybiel的实验室现在正在进一步研究这两组神经元之间的相互作用如何帮助编码纹状体中的习惯行为。

这项研究是由美国国立卫生研究院/国家心理卫生研究所，海军研究办公室和麦戈文研究所马克·戈伦伯格奖学金资助的。

出版物：NunéMartiros等人，“逆向活跃的纹状体投射神经元和中间神经元选择性地界定了有用的行为序列，当前生物学，2018年； doi：10.1016 / j.cub.2018.01.031