壓力大就不想動？京都大學(xué)發(fā)現(xiàn)調(diào)節(jié)腦內(nèi)“制動系統(tǒng)”可找回積極性

基本信息

Title:Motivation under aversive conditions is regulated by a striatopallidal pathway in primates

發(fā)表時間：2026.1.9

Journal:Current Biology

影響因子：7.5

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研究動機與背景

動機是推動生物體啟動目標(biāo)導(dǎo)向行為的核心力量，但在厭惡或懲罰等負(fù)面環(huán)境下往往會受到抑制。臨床上，這種動機缺失（如意志減退）是抑郁癥和精神分裂癥的核心癥狀，盡管傳統(tǒng)的強化學(xué)習(xí)理論將其歸結(jié)為預(yù)期價值的降低，但越來越多的證據(jù)表明，行為啟動的抑制機制可能獨立于目標(biāo)價值評估。雖然腹側(cè)紋狀體（VS）和腹側(cè)蒼白球（VP）被認(rèn)為是調(diào)節(jié)動機的中樞，但連接兩者的紋狀體-蒼白球（VS-VP）通路在厭惡背景下抑制行為啟動的直接因果證據(jù)此前仍然缺乏，這限制了對精神疾病病理機制的深入理解。

實驗設(shè)計與方法邏輯

研究假設(shè)VS-VP通路在厭惡背景下被激活，通過抑制VP的輸出來限制行為的啟動。因此，通過化學(xué)遺傳學(xué)手段特異性抑制該通路，應(yīng)當(dāng)能夠通過“去抑制”作用，在不改變動物對目標(biāo)價值判斷的前提下，恢復(fù)其在厭惡環(huán)境下的啟動動機。

為了區(qū)分動機驅(qū)動力（行為啟動）與目標(biāo)估值，作者設(shè)計了兩種決策任務(wù)：趨避（Ap-Av）沖突任務(wù)和趨趨（Ap-Ap）純獎勵任務(wù)。作者在恒河猴的VS中表達(dá)抑制性化學(xué)遺傳受體hM4Di，并通過在VP局部輸注配體DCZ，特異性地阻斷VS到VP的抑制性輸入。這種設(shè)計允許研究者觀察通路被抑制后，動物在面對不同程度的獎勵與懲罰組合時，其預(yù)提示期固視錯誤（反映啟動動機）和反應(yīng)時（反映執(zhí)行動機）的變化，同時結(jié)合單細(xì)胞電生理記錄，揭示VS和VP神經(jīng)元在任務(wù)切換過程中的動態(tài)活動模式。

Figure 1. Experimental design to study the role of the VS-VP pathway in aversive situations. Figure 1 展示了實驗的總體設(shè)計與基線表現(xiàn)：該圖詳細(xì)描述了化學(xué)遺傳學(xué)干預(yù)的解剖學(xué)位置，確認(rèn)了hM4Di在VS神經(jīng)元及其向VP投射纖維中的表達(dá)。通過對比兩種任務(wù)發(fā)現(xiàn)，在沒有干預(yù)的情況下，包含懲罰因素的Ap-Av任務(wù)產(chǎn)生的啟動錯誤顯著高于純獎勵任務(wù)，驗證了厭惡背景對動機的天然抑制作用

核心發(fā)現(xiàn)

VS-VP通路抑制恢復(fù)了厭惡背景下的動機：

在Ap-Av任務(wù)中，局部抑制該通路顯著減少了預(yù)提示期的固視錯誤（precue-FEs），但在純獎勵的Ap-Ap任務(wù)中無效。

Figure 2. VS-VP pathway-selective suppression prevented the typical reduction in precue-FEs during the Ap-Av task. Fig2 是論文的核心因果證據(jù)，顯示在抑制 VS-VP 通路后，猴子在 Ap-Av 任務(wù)中的預(yù)提示期固視錯誤顯著減少，即恢復(fù)了在厭惡背景下的任務(wù)啟動意愿。這種恢復(fù)作用具有高度的特異性，因為在純獎勵的 Ap-Ap 任務(wù)中，通路抑制并未改變啟動錯誤率，證明該通路專門介導(dǎo)厭惡誘發(fā)的動機下降。

通路抑制提升了厭惡沖突下的執(zhí)行效率：

抑制該通路顯著縮短了動物在Ap-Av任務(wù)中選擇“趨向”（Ap）目標(biāo)時的反應(yīng)時間（RT），且這一效應(yīng)在面對低強度沖突或高獎勵組合時尤為明顯。這說明VS-VP通路的阻斷不僅讓動物更愿意開始任務(wù)，也讓它們在決定接受獎勵與懲罰組合時表現(xiàn)得更果斷。

Figure 4. VS-VP pathway-selective suppression shortened RTs in the Ap-Av task. Fig4 通過 RT（反應(yīng)時間）熱圖展示了執(zhí)行動機的變化，發(fā)現(xiàn)抑制 VS-VP 通路顯著縮短了猴子在接受獎勵-懲罰組合時的反應(yīng)時間。在不同出價組合的矩陣中可以看到，在低強度沖突或高獎勵誘惑下，去抑制作用讓動物的行為變得更加果斷，反映了執(zhí)行活力的整體提升。

動機的調(diào)節(jié)獨立于目標(biāo)價值評估：

盡管動物的行為啟動變得更積極，但其在趨避決策中的選擇比例（接受vs拒絕）并未發(fā)生顯著變化。這一關(guān)鍵證據(jù)證明VS-VP通路專門調(diào)節(jié)行為啟動的動力，而非通過改變動物對結(jié)果的好惡（估值）來間接影響行為。

Figure 5. VS-VP pathway-selective suppression does not influence the Ap-Av choice patterns. Fig5 通過經(jīng)濟學(xué)正態(tài)化程序?qū)Ρ攘烁深A(yù)前后的決策邊界，結(jié)果顯示雖然動物的啟動積極性提高，但其對特定獎勵-懲罰組合的接受/拒絕比例保持不變。這一關(guān)鍵證據(jù)排除了“通路抑制改變了動物對懲罰的耐受度”或“改變了獎勵吸引力”的可能性，確立了該通路在“啟動動機”而非“價值評價”中的主導(dǎo)地位。

VS與VP神經(jīng)元表現(xiàn)出相反的活動特征：

電生理記錄顯示，VS神經(jīng)元在厭惡任務(wù)中活躍度更高且反應(yīng)迅速，而VP神經(jīng)元則在獎勵任務(wù)中更活躍且在厭惡背景下表現(xiàn)出緩慢的活動下降。這種鏡像般的對立模式支持了VS通過抑制VP輸出從而介導(dǎo)動機下降的環(huán)路模型。

Figure 6. Contrasting response patterns of VS and VP neurons to the Ap-Av and Ap-Ap tasks. Fig6 表示VS 神經(jīng)元在厭惡任務(wù)切換時迅速增加放電，而 VP 神經(jīng)元則在獎勵任務(wù)中更活躍且在厭惡背景下表現(xiàn)出緩慢的活動下降。這種鏡像般的對立模式以及 VS 反應(yīng)更快的特征，支持了“VS 識別厭惡信號并抑制 VP 輸出，進(jìn)而抑制行為啟動”的環(huán)路模型

省流總結(jié)

本文通過靈長類實驗證明了VS-VP（腹側(cè)紋狀體-腹側(cè)蒼白球）通路是調(diào)節(jié)厭惡環(huán)境下動機抑制的關(guān)鍵回路。作者利用化學(xué)遺傳學(xué)技術(shù)精準(zhǔn)切斷了VS對VP的抑制信號，發(fā)現(xiàn)這能顯著改善猴子在面對懲罰風(fēng)險時的行為啟動障礙和執(zhí)行遲緩，且這種改善并非源于對獎勵價值的感知變化，而是通過減少錯誤歷史對動機的負(fù)面影響實現(xiàn)的。這一發(fā)現(xiàn)為抑郁癥等表現(xiàn)為“意志減退”而非“快感缺失”的癥狀提供了明確的回路機制，指明了潛在的干預(yù)靶點。