研究发现枢纽连接大脑中的运动和动机

我们的日常生活依赖于通过环境的计划运动来实现目标。麻省理工学院神经科学家在Picower学习和记忆研究所进行的一项新研究将一个连接良好的大脑区域确定为指导目标导向运动和动机行为的电路之间的关键环节。

该研究发表于9月19日发表在“当代生物学”杂志上的研究表明，横向隔膜(LS)是一个被认为是调节行为不可或缺的一个区域，与许多精神疾病有关，它直接编码有关动物速度和加速度的信息，因为它可以导航和学习在环境中获得奖励。

“完成一项简单的任务，例如获取晚餐食物，需要大量大脑区域的参与和协调，以及权衡一系列因素：例如，从中获取食物需要多少努力冰箱和餐馆，“该研究的主要作者Hannah Wirtshafter说。“我们已经发现LS可能会帮助你做出一些决定.LS代表地点，移动和激励信息可以使LS帮助你整合或优化性能，考虑地点，速度和其他环境信号“。

以前的研究已经将重要的行为功能归因于LS，例如调节焦虑，攻击性和情感。它还被认为涉及成瘾，精神病，抑郁和焦虑。神经科学家追踪其与海马体的关系，海马体是编码空间记忆并将其与背景相关联的重要中心，以及通过神经递质多巴胺介导目标导向行为的腹侧被盖区域(VTA)。但直到现在，没有人表明LS直接追踪运动或与海马体通信，例如通过与某些神经节律同步，关于运动和奖励的空间背景。

“海马体是大脑中研究最多的区域之一，因为它涉及记忆，空间导航和大量疾病，如阿尔茨海默病，”Wirtshafter说，她最近获得了研究生的博士学位。高级作者Matthew Wilson实验室的学生，Sherman Fairchild神经生物学教授。“对于横向隔膜的了解相对较少，尽管它从海马体接收到大量信息，并且与涉及动机和运动的多个区域相关联。”

威尔逊说，这项研究有助于阐明LS作为海马和VTA等地区之间运动和动机信息的十字路口的重要性。

“通过运动控制LS活动的发现指向运动与通过LS的多巴胺能控制之间的联系，这可能与记忆，认知和疾病相关，”他说。

跟踪想法

Wirtshafter能够通过同时记录大鼠每个区域数百个神经元的电刺激活动来直接观察LS和海马之间的相互作用，因为他们在T形迷宫中寻求奖励，并且当他们变得习惯于关联时在开放的盒子环境中获得奖励的灯光和声音提示。

在该数据中，她和威尔逊在LS的背部区域观察到速度和加速度尖峰码，并且看到明显的迹象表明重叠的神经元群体正在根据来自海马体的信号处理信息，包括锁定到海马脑节律的尖峰活动。 ，在T型迷宫中依赖于位置的射击，以及在训练任务期间的提示和奖励响应。这些观察结果向研究人员表明，隔膜可以作为关于运动和空间背景的信息汇合点。

Wirtshafter的测量结果还表明，在依赖于空间工作记忆的选择行为期间，LS尖峰与海马θ节律的协调性被选择性地增强，这表明LS可能是导航期间关于选择结果的信息的关键中继。

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