饥饿可能比口渴、焦虑或恐惧更能激发人的动力
根据9月29日发表在《科学》杂志上的一项在老鼠身上进行的研究,饥饿是一种强大的动力,具有抑制竞争驱动状态的能力,如口渴、焦虑、对捕食者的恐惧和社会需求神经元。研究人员还发现,已知调节食欲的神经元的激活模拟了老鼠的饥饿状态,在食物存在时抑制竞争动机系统。这些发现揭示了大脑如何整合竞争驱动状态来指导自然环境中的动机行为。
美国国立卫生研究院糖尿病、消化和肾脏疾病研究所(NIDDK)的资深研究作者迈克尔·克拉什说:“这项研究表明,我们的动机比神经科学家通常认为的更加紧密相关。”“因此,研究孤立的动机行为可能不能准确地展示大的神经系统是如何工作的。我们的研究是调查的第一步摄食行为在一个更复杂、更自然的环境中。”
包括人类在内的动物在自然界中有许多有动机的行为,经常需要调整它们的行为以适应不同的情况。然而,神经科学家经常在严格控制的实验环境中逐一研究这些行为。因此,目前还不清楚不同的驱动状态是如何相互竞争的,以及涉及哪些潜在的神经回路。
为了解决这些问题,krash和他的团队将一系列行为分析和光遗传学结合起来,以评估刺痛相关肽(AgRP)神经元在整合竞争动机系统中的作用。这些神经元位于被称为下丘脑的进化保守的大脑结构中,已知它们驱动进食行为,并对生存至关重要。
通过一系列实验,研究人员发现饥饿可能处于动机层次的顶峰,而AgRP神经元在竞争驱动状态下激发饥饿驱动行为中发挥了关键作用。在一组实验中,既渴又饿的老鼠(要么因为24小时内被剥夺食物,要么AgRP被激活)与口渴但不饿的老鼠相比,消耗了更多的食物,但没有饮水。克拉什说:“我们把这解释为饥饿调节神经元的一种独特能力,它可以预测寻找食物的好处,然后相应地改变行为。”
饥饿甚至压倒了类似焦虑的行为和对捕食者的恐惧。饥饿,或模拟饥饿的AgRP激活,促使老鼠在产生恐惧的地方花更多的时间——比如一个大舞台的开放中心或一个散发着狐狸产生的化学气味的房间——当食物出现在这些地方时。相比之下,吃饱了的老鼠更喜欢待在“安全”的角落或没有气味的房间里,而不是冒险到更危险的地方。
另外的实验显示,当食物供应充足时,饥饿也会压倒社会需求。饥饿,或AgRP激活,增加了社交孤立小鼠在有食物的房间里的偏好,而不是在另一个有另一只老鼠的房间里。与此同时,那些被社会隔离但感到饱足的老鼠更喜欢与另一只老鼠为伴,而不是待在有食物诱饵的房间里。
然而,当另一只老鼠在附近时,AgRP活动增加,这表明这些神经元可能对潜在的食物竞争对手的存在作出反应。“我们认为,另一只老鼠的出现可以被看作是对有限资源的竞争,增加了寻找食物的动机,这是一个迄今为止没有其他研究表明的发现,”克拉什说。
在未来的研究中,研究人员计划研究AgRP神经元在动机行为过程中是如何与大脑其他区域沟通的。“这些相互关系是非常复杂的,进一步的工作需要更深入地了解这些相互关系是如何在神经水平上工作的,”krash说。
与此同时,新发现具有重要的进化意义,krash说。他说:“在其他物种中,我们的持续存在促使我们追求一系列行为,这些行为都由我们的神经系统控制。”“当然,我们不能同时追求所有这些动机,所以我们必须在不同的需要时期选择哪些是最重要的。从进化的角度来看,那些总是选择正确动机的动物能够生存下来,而其他动物则不能。”
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