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奖励已经不值得,为什么还在按?压力与过早习惯形成

Nature · 2025-02-19

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Nature · 研究前沿

奖励已经不值得,为什么还在按?压力与过早习惯形成

雌雄小鼠仍能学会获得奖励,但慢性压力使它们更少根据后果调整动作;两条杏仁核—纹状体通路受到相反影响,改变后续学习的方式。

AI 概念插画:小鼠按杆与食物奖励

按下杠杆能获得食物,已经吃够这种食物后,还值得继续按吗?灵活行动需要把动作与后果联系起来,而习惯可以让熟悉动作高效运行。2025 年 2 月 19 日发表于《Nature》的研究,在雌雄小鼠中发现,慢性压力并未阻止它们学会按杆,却使它们更少根据奖励价值或因果关系的变化调整动作。研究追到两条杏仁核—背内侧纹状体通路:支持动作—结果学习的一条受抑制,参与习惯形成的另一条则在训练中逐渐加入。

关键发现

压力改变的是后续学习如何利用奖励:增强 BLA 输入或抑制 CeA 输入,可使受压小鼠重新依据结果价值调整动作。

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学会按杆,不等于会根据结果调整

研究让小鼠学习按杆获得食物。压力组与对照组都能逐渐学会这个动作,训练表现相近。随后,当相应食物因吃饱而暂时失去吸引力,对照小鼠减少按杆,压力组却继续保持较多动作。差异出现在结果价值改变之后。

两组进食量、食物辨别及贬值效果相近,帮助把问题聚焦到如何使用已有经验。小鼠可以掌握“按杆有食物”,但是否会问“这份食物现在还值得吗”,取决于控制动作的学习方式。

原论文图 1奖励贬值与因果关系改变的检验
奖励贬值与因果关系改变的检验
原论文 Figure 1:压力组训练按杆与对照相近,但对奖励贬值及动作—结果因果关系降低的行为调整较弱。
来源:Giovanniello JR et al. · Nature · TDM
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不用按也有食物,习惯仍在继续

另一项检验改变动作与结果的关系:食物也会在不按杆时出现,按杆不再提供原先的额外因果优势。对照小鼠随后减少这个动作,压力组则较少调整。奖励价值和因果关系两个问题,得到相同方向的结果。

习惯本来有助于熟练行为高效运行,研究中的问题是它过早占据控制。慢性压力也没有引起经典测试中的明显焦虑或抑郁相关表型,因此这里捕捉到的决策变化,并不依赖这些表现同时明显出现。

同样领取奖励,通路活动朝相反方向变化

基底外侧杏仁核 BLA 和中央杏仁核 CeA 都向背内侧纹状体 DMS 发出投射。正常学习中,领取奖励会激活投向 DMS 的 BLA 细胞,提供把刚才动作与后果联系起来的活动机会;压力之后,这份奖励相关响应明显减弱。

CeA 的相应输出在正常动作—结果学习中并不强烈活跃,压力之后却随着训练逐渐响应奖励。两条通路的基础自发钙活动基本不变,差异突出地出现在学习事件中,显示压力改变了后续经验怎样被利用。

原论文图 2学习中奖励相关通路活动
学习中奖励相关通路活动
原论文 Figure 2:压力减弱 BLA→DMS 投射细胞的奖励响应,逐渐增强 CeA→DMS 投射细胞的训练相关响应,按杆习得仍相近。
来源:Giovanniello JR et al. · Nature · TDM
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在学习时补回 BLA 活动

在健康小鼠获得奖励时抑制 BLA 末梢,按杆训练仍能完成,后来却更少对奖励贬值作出调整。相反,在压力之后的训练中增强这条输出,小鼠可以重新在奖励贬值后减少按杆。

这些检验都把操作放在训练期,后来选择时不再进行操作。因此改变的是学习过程中形成的结果知识,而非仅在测试当下让小鼠少动。两种增强活动的方式得到一致方向的受压组改善,支持这条输出的学习贡献。

原论文图 3BLA 输出的学习作用
BLA 输出的学习作用
原论文 Figure 3:训练期抑制 BLA 输出使后来贬值敏感性减弱;训练期增强输出恢复压力组依据结果价值调整动作的能力。
来源:Giovanniello JR et al. · Nature · TDM
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CeA 输出参与重复经验后的习惯

在更长的重复训练后,对照小鼠形成习惯,不再明显因奖励贬值而减少动作。如果在领取奖励时抑制 CeA 末梢,这种过度训练后的习惯形成受到阻止,小鼠仍能按结果价值调整。

压力之后,只需较少训练就会出现相似的僵化表现。抑制 CeA 输出同样能够恢复贬值敏感性,且没有明显改变按杆习得。这条通路既参与自然重复形成的习惯,也参与压力把习惯形成提前的过程。

原论文图 4CeA 输出与习惯形成
CeA 输出与习惯形成
原论文 Figure 4:抑制 CeA 输出阻止过度训练或压力相关的习惯形成;较轻压力背景下增强输出,可促成过早习惯。
来源:Giovanniello JR et al. · Nature · TDM
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CeA 激活本身,不足以带来同样结果

单独在无压力小鼠的奖励训练中增强 CeA 输出,没有明显破坏动作—结果学习,也没有促成过早习惯。较轻的慢性压力本身同样不足以产生这种变化;把两者结合,才使小鼠对贬值更不敏感。

这组组合结果尤其说明,通路活动的意义取决于已有经历。压力留下的背景,与后来奖励引起的活动共同改变控制方式;两条杏仁核输入也都响应伤害事件,其功能并非简单地分成“好感”与“坏感”。

压力改变学习内容,而非只改变动作数量

这项雌雄小鼠研究让一个熟悉动作呈现两种控制方式:可以根据后果灵活调整,也可以沿过去成功的轨迹继续运行。相近的训练动作数量背后,奖励知识的使用方式可能已经改变,价值和因果检验把这种差异显现出来。

压力怎样提前改变两条通路,DMS 内哪些细胞接收并整合它们,仍是具体问题。已有结果显示,帮助动物重新考虑结果,可以发生在学习阶段:支持 BLA 相关学习,或减少 CeA 对过早习惯的参与,都能改变之后的选择。

论文信息

Giovanniello JR, Paredes N, Wiener A, Ramírez-Armenta K, Oragwam C, Uwadia HO, Yu AL, Lim K, Pimenta JS, Vilchez GE, Nnamdi G, Wang A, Sehgal M, Reis FM, Sias AC, Silva AJ, Adhikari A, Malvaez M, Wassum KM.
A dual-pathway architecture for stress to disrupt agency and promote habit
Nature · 2025-02-19
DOI: 10.1038/s41586-024-08580-w