Connectomic dopamine-neuron disinhibition accelerates behavioral extinction

动物生活在一个规则不断变化的世界中。曾经通往食物的路径可能突然变成陷阱；曾经预示安全的声响现在可能预示着危险。为了生存，生物必须平衡两种相互竞争的需求：在情况良好时继续尝试的坚持性，以及在情况不佳时停止并改变方向的灵活性。这种在奖励消失时放弃习惯的能力被称为行为消退。几十年来，科学家们一直认为大脑中一种特定的化学信号驱动着这一过程。他们认为，当动物期待奖励却未得到时，通常负责发出奖励信号的多巴胺神经元会突然陷入沉默。这种沉默或停顿，被认为是大脑在说：“别再那样做了；这不再奏效了。”

然而，一项新的研究挑战了这一长期以来的观点。研究人员想要知道，这些多巴胺信号的突然停顿是否对于动物学习“奖励已消失”这一事实是真正必要的。为了查明原因，他们观察了位于大脑深处的一个微小区域——腹侧被盖区（ventral tegmental area），即这些多巴胺神经元居住的地方。他们专注于其他脑细胞用于向这些多巴胺神经元发送抑制性信息的微小连接（或突触）。这些抑制性信息正是导致神经元停顿的原因。科学家们使用了一种精确的技术来削弱这些特定的连接，从而有效地降低了“停止”信号的音量。他们这样做时，并未影响神经元的正常稳定放电或在奖励实际到达时的爆发活动。

结果令人惊讶，并推翻了标准模型。当研究人员削弱这些抑制性连接时，多巴胺神经元在奖励缺失时不再像以前那样频繁停顿。根据旧理论，这应该会让动物更难停止其行为，导致它们继续追逐一个已经不存在的奖励。然而，结果却恰恰相反。那些具有削弱连接的动物比平时更快地学会了不再对空信号做出反应。这种干预加速了消退的过程。这一发现表明，那些导致停顿的抑制性输入，通常起到了阻碍动物过快放弃的作用。它们充当了学习过程中的刹车，确保既定的习惯不会因为单次预期奖励的落空而立即被放弃。

该研究还检查了这种变化仅仅是一种普遍的混乱，还是对学习的特定影响。这些动物仍然能够学习关于预测奖励的新线索，表明它们的学习能力是完好的。研究人员使用一种方法实时观察多巴胺水平，并证实了干预确实减少了通常在奖励缺失时发生的多巴胺下降。他们发现，这些下降现象消失的速度预示了动物停止行为的速度。证据表明，由抑制性输入产生的停顿并不是消退的引擎，而是一种维持坚持性的机制。这一系统很可能保护大脑，使其不会在结果波动时过早地丢弃有用的关联，允许动物在决定改变策略之前，能够忍受几次错失奖励的情况。