為了在資源不確定的動態環境中生存，所有動物都必須靈活地調整自己的行為，選擇諸如堅持當前選擇、探索替代方案或完全脫離等策略。在一項新發表于《自然》雜志的研究中，一組科學家通過測試小鼠腦區中的中縫核（MRN）在不同情境下的神經回路功能，揭示了動物如何在堅持、探索和脫離（放棄），這三種基本行為狀態之間進行切換。

這項小鼠研究揭示的神經機制或可為理解強迫癥（OCD）、自閉癥及重度抑郁癥等神經精神疾病提供新的視角。

中縫核：腦中的行為“開關”

在動物界，在堅持、探索和脫離之間取得平衡至關重要。在新的研究中，為了了解驅動這些行為策略的神經回路，并探究它們如何使動物能堅持或轉換不同策略，研究人員設置了兩類任務：一類是本能性任務，不需要任何先前學習，動物可以憑借天性完成；另一類是學習任務，要求動物依賴過往經驗，判斷何處能獲得食物獎勵。

他們通過使用光遺傳學操作、鈣成像和神經回路追蹤等方法，揭示了小鼠的中縫核中的三種具有互補功能的神經元類型。這三種神經元分別主導三種行為狀態：

• γ-氨基丁酸能神經元：抑制該神經元會增強動物對當前或熟悉目標的堅持。

• 谷氨酸能神經元：激活該神經元會驅動動物探索新的選擇。

• 羥色胺能神經元（血清素神經元）：抑制該神經元會促使動物放棄當前目標。

中縫核中三種不同的細胞類型：抑制性神經元（γ-氨基丁酸能神經元，藍色）、興奮性神經元（谷氨酸能神經元，綠色）、羥色胺能神經元（橙色）。它們不同程度地控制著堅持、探索和脫離三種行為狀態。（圖/Sainsbury Wellcome Centre）

研究人員發現，操控中縫核中的這些特定神經元的活動，無論是在本能行為還是習得行為范式下，都會以相似的方式顯著影響動物行為。可以說，中縫核中的三類神經元共同決定了動物是堅持當前行為、嘗試新選項，還是完全放棄。

研究人員表示，這三種神經元在這樣一個微小的腦結構中，竟然展現出截然不同但又相輔相成的功能，并對動物行為擁有極強的控制能力，著實令人驚訝。這確立了中縫核在決策中的關鍵作用，并將其定義為腦的“行為開關”，能夠靈活調控行為策略。

此外，研究還發現，中縫核還會接收來自其他腦區的信息，特別是下丘腦外側區和外側韁核。這些區域向中縫核傳遞關于經歷是積極還是消極的信息，從而進一步影響動物對目標的堅持或脫離。

中縫核的異常活動與精神疾病

這一發現有助于更深入地理解神經精神疾病的機制。

研究發現，不同行為狀態之間的平衡失調，可能是多種精神疾病的核心特征。例如，強迫癥和自閉癥患者往往過度沉溺于熟悉的動作和重復的行為，而病理性脫離和動力缺乏則是重度抑郁癥的典型癥狀。因此，中縫核中特定神經元放電率的異常可能與這些疾病的某些核心特征密切相關。

在各種流行的神經病理條件下，不同行為狀態之間的平衡受到損害。（圖/Sainsbury Wellcome Centre）

研究人員表示，在某些精神疾病中，特定中縫核神經元的放電率可能出現病理性變化。例如，中縫核中羥色胺能神經元的活性顯著降低，可能導致抑郁癥狀。這一發現尤為關鍵，因為目前最有效的抗抑郁治療大多圍繞血清素展開。然而，這些藥物往往缺乏特異性，起效緩慢，且并非對所有患者都有效。深入理解健康與病理行為背后的大腦機制，有望為開發更精準、更高效的治療方法奠定基礎。

#創作團隊：

撰文：糖獸

排版：雯雯

#參考來源：

https://www.sainsburywellcome.org/web/research-news/should-i-stay-or-should-i-go-brain-switchboard-found

https://www.nature.com/articles/d41586-025-00675-2

https://www.nature.com/articles/d41586-025-00631-0

#圖片來源：

封面圖&首圖：Sainsbury Wellcome Centre