从前额叶到腹侧被盖区的神经动力学过程导致了条件反应能力的下降

《Nature》：Prefrontal to ventral tegmental area dynamics drive contingency degradation

　　

摘要

认知灵活性是指在环境变化时调整已学习行为的适应性神经过程，从而支持最佳决策和行为控制。这包括在线索与奖励之间的关联性降低时修改特定行为的能力。在不同物种中^{1、2、3、4，内侧前额叶皮层（mPFC）在控制关联性降低方面起着重要作用5；然而，这一认知过程背后的具体神经回路机制仍不清楚。为了解决这一难题，我们开发了一个认知灵活性的定量模型，该模型将元学习参数纳入了一个已建立的奖励预测误差学习模型中6、7。我们的元奖励预测误差模型显著提高了对小鼠在线索-奖励关联降低或增强时舔舐行为的准确描述。通过纵向双光子钙成像和单细胞全息光遗传学技术，我们发现mPFC中的一部分神经元以显著且因果的方式编码了关联性的降低。认识到行为灵活性可能需要mPFC与经典奖励学习回路之间的相互作用，我们进一步研究了mPFC在关联性降低过程中的神经信号如何与腹侧被盖区（VTA）——一个关键的奖励处理中枢——相互作用8。我们的成像和光遗传学数据显示，mPFC将这一信号传递给VTA，大多数mPFC→VTA的神经元都参与了这种传递，并且选择性地对这些神经元进行光遗传学刺激可以加速关联性的降低。这些发现揭示了前额叶回路如何通过与皮下奖励网络的连接来促进灵活性，从而选择性地停止已学习的行为。}