几十年来,杏仁核在教科书里的形象几乎一成不变:大脑深处那个杏仁状的小结构,专门负责触发恐惧反应,让人在遇到蜘蛛或高处时本能地退缩。但达特茅斯学院的一项新研究,正在彻底改写这个故事。
发表于《自然通讯》的这项研究提出,杏仁核的真正角色远比"恐惧报警器"复杂得多。它实际上充当着大脑的"学习仲裁者",在多种竞争性决策策略之间动态调配权重,帮助我们在不确定的环境中找到最优解。
当旧经验遇到新情境
研究团队用一个日常场景来解释他们关注的核心问题:面对一台从未用过的咖啡机,你会怎么做?
一种思路是依赖过去的习惯,按照上次用类似机器的方式操作,这叫"基于行动的学习"。另一种思路是扫描眼前的信息,比如哪个按钮旁边有闪烁的指示灯,跟着感官线索走,这叫"基于刺激的学习"。
这两种策略在大脑里同时运转,但哪种更可靠,取决于具体情境。研究的关键问题是:大脑由谁来拍板?
达特茅斯大学心理与脑科学副教授、该研究资深作者阿里雷扎·索尔塔尼说:"关键区别在于,学习究竟应该绑定于某个具体的运动动作,还是绑定于刺激本身的特征。"他的团队认为,杏仁核正是负责在两种系统之间做出裁决的脑区。
猴子、损伤与计算模型
为了验证这一假设,研究团队设计了一系列涉及猴子的实验。猴子需要触摸屏幕上的特定图案,通过反馈逐步摸索出哪种策略能获得更好的奖励。研究人员随后不断改变规则,制造不确定性,迫使动物重新调整学习策略。
关键的比较来自杏仁核受损的猴子。这些动物在面对策略转换时表现出明显的僵化,倾向于固守"基于行动"的旧习惯,即使这一策略已不再有效,也难以灵活切换到新的学习模式。
仅凭行为观察还不够,研究团队进一步构建了基于强化学习的计算模型,模拟大脑在两套学习系统之间动态分配权重的过程。通过将模型输出与猴子的实际选择进行精密拟合,他们得以推断出杏仁核在这一过程中的具体作用:它在任务初期会推动大脑积极探索不同策略,随着信息积累,再将资源向更可靠的那套系统集中。
一旦杏仁核受损,这套仲裁机制就会陷入混乱,策略选择变得随机,行为整体趋于刻板。
重新认识这个"古老"的脑区
索尔塔尼强调,杏仁核是大脑进化史上相当古老的结构,但"古老"绝不意味着"简单"。"人们总爱把杏仁核叫做情绪恐惧系统,但大脑里没有什么东西是真正原始的,"他说。
研究第一作者、达特茅斯博士生禹宰亨也指出,杏仁核与大脑其他区域之间连接极为广泛,这本身就暗示它承担着远超恐惧信号的功能。"我们不是说杏仁核与恐惧无关,而是在重新定义它的角色:它是多套学习系统之间的调解人。"
这一视角对理解焦虑症和恐惧症的治疗也有潜在启示。以恐蛛症为例,传统疗法往往聚焦于重新评估蜘蛛本身的威胁性,这是典型的"基于刺激"路径。但新研究提示,引导患者转向"基于行动"的探索模式,比如让患者设计一套处理蜘蛛的具体动作流程,或许能更有效地帮助杏仁核松动原有的恐惧回路,恢复行为的灵活性。
目前,索尔塔尼团队正与加州大学洛杉矶分校合作,利用大鼠模型进一步追踪杏仁核与前额叶皮层之间的特定神经通路。他们也在分析猴子执行不同任务时前额叶皮层的神经活动记录,试图在细胞层面解析仲裁过程的具体运算机制。
一个长期以来被视为"原始警报器"的脑区,正在科学家眼中变得越来越复杂、越来越有趣。这或许正是神经科学最吸引人的地方:你以为已经认识了它,而它总有办法让你重新开始。
信息来源:https://thedebrief.org/our-brains-fear-center-may-guide-complex-learning-decisions-new-research-reveals/
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