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研究显示:果蝇可能会像人类一样,利用多巴胺信号刺激改善学习与决策

2021-05-09 19:06 前瞻网   

 

苏塞克斯大学(University of Sussex)的一项新研究显示,即使是不起眼的果蝇,也渴望在学习的时候给自己打上一剂“鸡血”。该研究显示,果蝇可能会像人类一样利用“快乐激素”多巴胺进行学习,在不断变化的环境中进行有效的决策。

研究显示:果蝇可能会像人类一样,利用多巴胺信号刺激改善学习与决策

苏塞克斯大学的信息学专家开发了一种新的计算模型,该模型展示了人们长期以来苦苦寻找的昆虫和哺乳动物学习之间的联系,详细信息发表5月7日发表在《自然·通讯》(Nature Communications)杂志上的一篇新论文中。

结合最近实验的解剖和功能数据,詹姆斯·班尼特(James Bennett)博士和他的同事们根据奖励预测错误(RPE)假说,模拟了果蝇大脑的解剖和生理学是如何支持学习的。他们观察了当某些选择得到奖励时,这些神经元的活动如何影响果蝇做出的决定。

这个计算模型显示了果蝇大脑中被称为“蘑菇体”(mushroom body)的多巴胺神经元,是如何产生类似于哺乳动物多巴胺神经元的信号,以及这些多巴胺信号是如何可靠地指导学习的。他们对“蘑菇体”内不同神经元对学习和决策的影响,做出了五种新颖的预测。

学者们认为,确定果蝇是否也利用预测错误进行学习,可能会导致更人道的动物研究,让研究人员可以用更简单的昆虫物种取代动物,以便在未来研究学习机制。

通过为研究学习的神经机制提供新的机会,研究人员希望该模型也能有助于更好地理解RPE假说支持的心理健康问题,如抑郁症或成瘾。

“通过我们的计算模型,我们能够证明昆虫实验的数据并不一定与RPE假说的预测相冲突,正如之前所认为的那样。”萨塞克斯大学工程与信息学学院的研究员贝内特(Bennett)博士表示。“在昆虫和哺乳动物的学习研究之间建立一座桥梁,可能会打开利用强大的基因工具在昆虫和更小的大脑规模上进行实验的可能性,以了解包括人类在内的哺乳动物的大脑功能和疾病。”

基于RPE假说,人们对哺乳动物如何学习的理解,已经取得了很大的进展。RPE假说认为,联想记忆的习得程度与它们的不准确性成正比。

该假说在解释哺乳动物学习的实验数据方面,取得了相当大的成功,并被广泛应用于决策和心理健康疾病,如成瘾和抑郁症。但是,由于不同实验的结果相互矛盾,科学家在将这一假设应用于昆虫学习时遇到了困难。

译/前瞻经济学人APP资讯组

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责任编辑: 3976DBC

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