更靠近食物,不等于重新按下杠杆
当食物与威胁记忆同时出现,大鼠会作出不同选择。前边缘皮层研究显示,减少防御、走近食物与完成取食动作可以分开变化,前额叶活动也并非只有整体增强或减弱。
提示食物的线索出现了,但另一种气味又唤起威胁记忆。大鼠会继续按杆寻找食物,还是退回安全处?2021年12月16日发表于 eLife 的研究,用这一接近—回避冲突问题观察雄性Long–Evans大鼠,并追踪前边缘皮层(PL)的活动。结果揭示了一个细致的行为分界:有些动物不再按杆,降低PL兴奋性群体活动后,它们可以减少防御、走近食物,却没有显著恢复按杆。接近目标和完成行动,在同一场冲突中并不总是一起改变。
冲突中,继续按杆的大鼠保留更多持续的食物线索响应。抑制PL谷氨酸能群体后,不按杆组自身防御减少、接近增加,但直接组间比较及按杆指标未显著改变;行为改善的范围是局部的。
阅读目录 · 7个部分
同样的记忆线索,两种当下选择
单独出现食物线索时,大鼠通常靠近食物区并按杆;威胁相关气味出现后,冻结、回避和风险评估增加。当两类线索同时出现,一些动物仍继续按杆,另一些则完全停止,研究据此区分Pressers与Non-pressers。
这种分组来自冲突中的表现,而非预先指定的“勇敢”或“胆小”类型。此前寻食训练与威胁配对后的多项反应相近,单独奖励阶段的行为也相近;差异在威胁与机会需要共同权衡时变得突出。测试中的威胁来自已学会的线索,而不是正在发生的惩罚。
来源:Fernandez-Leon JA et al. · eLife · CC BY
查看原图与英文图注 ↗
食物线索的响应,没有在所有动物中同样消退
PL单细胞记录显示,从单独奖励进入冲突,两组对食物线索有响应的细胞都减少,兴奋响应幅度也减弱。但继续按杆的动物,保留了更多持续性的兴奋响应;停止按杆组的响应更偏短暂。
在继续按杆组中,食物线索后的兴奋活动越强,按杆等待往往越短。这是神经响应与选择之间的相关线索,还不是说只要增强整个PL,就会让动物更愿意取食。之后的干预恰恰显示,细胞群整体活动与特定线索响应需要分别理解。
来源:Fernandez-Leon JA et al. · eLife · CC BY
查看原图与英文图注 ↗
冻结、回避和风险评估,各有活动片段
PL不是只给出一声统一的“危险”报警。少数细胞在冻结、回避或风险评估开始前后改变放电,多数有响应的细胞主要对应其中一种行为。两类动物中都能看到兴奋和抑制响应,不能简单按细胞放电方向划出“接近”与“回避”两边。
由此,行为差异更像是多个活动片段的组合,而不是一个统一开关。即使最后都没有取得食物,停在远处、僵住不动和探身观察,也可能对应不同的神经过程。
来源:Fernandez-Leon JA et al. · eLife · CC BY
查看原图与英文图注 ↗
平均放电相近,细胞内部仍在重新分配
在继续按杆的动物中,进一步区分细胞类型后,PL谷氨酸能群体的平均自发放电跨阶段没有显著变化。但从气味阶段进入冲突阶段,被抑制的细胞比例增加。群体平均值把这些不同方向的变化合在一起,因此可能看不出内部的重新分配。
GABA能群体没有出现同样的比例变化。线索诱发响应与自发活动,也分别描述不同层面:前者回答一条提示到来时发生什么,后者描述这条提示出现之前或周围的活动背景。
来源:Fernandez-Leon JA et al. · eLife · CC BY
查看原图与英文图注 ↗
没有威胁线索,增强PL也会压低按杆
在中性情境中,增强PL谷氨酸能群体活动,使按杆频率降低、首次按杆等待延长,却没有显著增加冻结。食物寻求受到抑制,但并非必须先出现完整的防御姿态。
增强GABA能群体虽然能改变局部记录到的活动,却没有带来同样的寻食变化。这两种干预的行为结果不同,也提示局部网络的改变不能只用“总活动下降多少”来解释。
来源:Fernandez-Leon JA et al. · eLife · CC BY
查看原图与英文图注 ↗
走近了一些,按杆却没有显著恢复
在Non-pressers中抑制PL谷氨酸能群体,干预组自身表现出冻结和回避减少、食物区停留增加。直接与对照组比较时,这几项组间差异未达显著;按杆比例与按杆潜伏期也未显著改变。接近的增加,没有等同为完成寻食动作的恢复。
在无威胁的中性情境中,相同抑制对按杆和冻结也没有显著影响。增强GABA能群体则没有显著改变冲突中的防御或寻食指标。不同情境与群体给出的结果,限定了这项局部调节的行为范围。
来源:Fernandez-Leon JA et al. · eLife · CC BY
查看原图与英文图注 ↗
选择不是一个动作,而是一串步骤
这些雄性大鼠结果,将威胁记忆与奖励线索之间的取舍,拆成防御、接近和最终行动几个层面。作者提出,持续线索响应与背景活动的相对关系可能影响选择;这一“信号与背景”的解释仍是模型,而非已直接测定的完整机制。
同样重要的是,测试中的Pressers与Non-pressers描述当时的行为,并不直接定义动物终身的性格。究竟哪些上游输入或下游连接,让退缩转向接近,又让接近变成行动,还需要进一步检验。