在日常生活中，我们所做的几乎每件事都是以目标为导向的。大脑可以保持一种动机状态来指导行动，以实现预期效果。近日，瑞士巴塞尔弗里德里希·米舍尔生物医学研究所J. Courtin，A. Lüthi团队在Science上发文，报道在小鼠中使用脑深部钙成像、电生理学和光遗传学，观测到在目标导向行动时，基底外侧杏仁核主要神经元整合，并编码追求结果身份、追求结果价值和行动-结果偶然性信息。在消耗时，基底外侧杏仁核神经元放电代表当前的结果身份和价值。总之，行动和消费相关活动，在不同时间点，沿着目标导向的行动消费序列，整合了行为相关信息。
A neuronal mechanism for motivational control of behavior
为实现目标而行动，是动物行为灵活性基础，并依赖于激发特定行为能力。目标导向行为研究，最初是基于工具性条件反射等范式，在这些范式中，受试者学习特定行为会导致特定结果。根据定义，工具性目标导向行动，以特定结果为导向，并对结果价值和行动-结果偶然性的变化敏感。然而，对这方面的神经机制，知之甚少，尤其对编码和维持自定步调行为特定动机控制。
动物参与目标导向行为的动机，由多种因素决定，从动物一般代谢状态到特定任务参数，包括结果同一性、结果价值和行动-结果偶然性。使用Ca2+成像、电生理学和光遗传学操作，该研究展现了杏仁核中无提示、自定步调的目标导向行为和神经元反应之间的关系。尽管杏仁核 amygdala，是一种众所周知的大脑结构，在线索触发的结果寻求行为中编码联想学习，但在这里，特别关注在行动执行和奖励消费过程中，支持目标导向行动基本参数的神经元相关性。
图1. 习得性、自定进度、工具性目标导向任务中BLA PNS的Ca2+成像
小鼠在自定进度、工具性目标导向任务中接受训练，其中一个动作导致蔗糖奖励传递，另一个动作导致牛奶奖励传递，没有明确刺激信号试验开始或奖励可用性。基于小鼠行为自动衍生描述，研究发现，在5天训练后，小鼠表现出典型的自定步调行为序列，在小鼠追求目标时的行动执行期和达到目标时的奖励消费期之间交替进行。
图2. BLA PN不同集合编码特定的行为时期
利用体内脑深部Ca2+成像和电生理学，研究发现，在动作-消耗序列中激活的杏仁核神经元，其不同结果特异性集合。这些集合在空间上混合，并将行为相关信息传播到多个纹状体亚区。在群体水平上，不同杏仁核神经元活动模式平铺了整个行动-消费行为序列。这些内部生成的行动和消费相关模式，在会议期间和几天内维护特定于结果的信息。
图3. 不同BLA神经元活动模式沿着行动-结果行为序列维持结果特异性信息
杏仁核神经元，在动作或消耗过程中的光遗传学抑制，导致了不同行为表型，并表明动作和消耗相关的杏仁核活动，对于目标导向行为的结果特异性动机控制，是必要的。
图4. BLA PNS活动对于维持目标导向的行动是必要的
最后，与实验心理学模型一致的是，研究发现，在训练过程中学习到的行动和消费表征，可以在结果价值的操纵下被提取、截断或重新映射，例如在结果贬值或消失之后，或者在行动-结果偶然性退化之后。更具体地说，结果贬值，导致新的行动和结果表征立即出现，而行动-结果偶然性退化，导致行动表征逐渐丧失，对奖励消费表征没有影响。
图5. BLA PNS自适应控制目标导向动作
该研究表明，不同结果特异性和可更新神经元活动模式之间的相互作用，编码并维持特定动机状态，这是执行适应性、自我启动行动消费序列所必需的。杏仁核神经元，沿着不同轴分离行为相关信息，如结果身份、价值和期望。因此，该研究引入了特定动机的概念，并扩展了经典观点，即杏仁核通过赋予预测结果的感官刺激，以价值来控制结果寻求行为。
文献链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abg7277DOI: 10.1126/science.abg7277