研究發現重編程大腦細胞或能幫助機體更加靈活地做決定

　　打招呼時避免握手，坐火車必須佩戴口罩，對著手肘打噴嚏等等，COVID-19疫情的流行戲劇性地表明，人類擺脫行為習慣并學習新的行為是多么的重要，而且動物也必須能夠迅速適應環境條件的變化；近日，一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中，來自瑞士蘇黎世大學等機構的科學家們通過研究發現，重編程大腦細胞或能幫助機體更加靈活地做出決定。

圖片來源：Frank Brüderli； Universit?t Zürich

　　研究者Fritjof Helmchen教授表示，大腦的可塑性形成了其擁有這種能力的基礎，但目前科學家們或許并不清楚其背后的生物學機制，這項研究中我們通過研究發現，位于眼睛后面的大腦皮層區域—眼窩前額皮質（orbitofrontal cortex）或許能夠重編程位于機體感覺區域的神經元細胞。

　　通過對小鼠進行研究后，研究人員在受控條件下模擬了其再學習的過程，并研究了在學習過程中單一神經元水平下所發生的變化，首先研究者對小鼠進行訓練，讓其每次用胡須接觸粗砂紙時都舔一下，同時獎勵其一杯蔗糖水，然而，當小鼠用細砂紙摩擦其胡須時其并不被允許舔一下，如果小鼠這樣做了，它們就會被懲罰并發出一種輕微的惱人聲音，一旦小鼠明白了如何去完成它們的任務時，情況就會發生改變，如今，當使用細砂紙而并非粗砂紙對小鼠進行研究后，小鼠的獎賞就會被送到，經過少量的練習后，小鼠很快就會學會這種新的相反的行為模式。

　　在訓練過程中，科學家們使用分子生物學和成像技術來分析相關大腦皮質區域中單個神經元的功能，分析結果表明，眼窩前額皮質區域中的一組腦細胞在再學習過程中會變得異常活躍，這些細胞擁有較長的突觸，其能夠延伸到小鼠處理觸覺刺激的感覺區域中。該區域的細胞最初會遵循原先的活動模式，但隨后其就會適應新的環境，當眼窩前額皮質中的特定神經元被故意失活時，小鼠機體的再學習能力就會受損，同時感覺區域的神經元的活性會不再表現出活性的修飾或改變。

　　研究者Helmchen解釋道，這樣我們就能夠闡明眼窩前額皮質與大腦中存在的感覺區域之間的直接關聯，而且一些神經元還能被重新映射，這些細胞的可塑性以及其所接受的來自更高級別的眼窩前額皮質的指令似乎對于機體行為的靈活性及適應新環境的能力非常重要。很早之前科學家們就知曉眼窩前額皮質能夠參與決策制定過程，在一定程度上，其能夠幫助我們對外部環境最初恰當的反應，但隱藏在其功能背后的神經回路目前研究人員并不清楚。這種通過大腦遠端區域的交流和控制模式真的讓研究人員覺得非常不可思議。

　　最后研究者表示，在小鼠機體中所觀察到的基本過程在人類大腦中也會以類似的方式發生，而加深對參與決策制定的復雜大腦過程的理解就變得非常重要了。本文研究結果或許有望幫助更好地理解多種大腦障礙發生的分子機制，大腦障礙發生時，機體制定決策的靈活性就會受損，比如多種形式的自閉癥和精神分裂癥等，無法適應或很苦難地適應自身的行為對于個體而言或許是一個非常嚴重的問題。