5-羟色胺加快长期学习的速度

来自葡萄牙尚帕里莫德未知中心(CCU)和英国伦敦大学学院(UCL)的国际团队发现了5-羟色胺对学习的未知影响。他们的结果发表在2018年6月26日的《自然通讯》杂志上。

5-羟色胺是神经细胞相互交流的主要化学物质之一，其对行为的影响尚不清楚。长期以来，神经科学家一直致力于构建有关5-羟色胺在正常大脑中实际起作用的综合理论。但是，限制5-羟色胺的功能(特别是对于学习)具有挑战性。现在，作者使用一种新的数学模型找出了原因。

该研究的负责人之一扎克·迈因说：“该研究发现，血清素可以提高学习速度。”“当使用光线人工激活5-羟色胺神经元时，它可使小鼠在需要这种灵活性的情况下更快地适应其行为。也就是说，它们赋予新信息更多的权重，因此当这些神经元活跃时，他们的思维就会更快地改变。 ”5-羟色胺以前曾被认为可以增强大脑的可塑性，这项研究增加了这种想法的分量，从而偏离了5-羟色胺作为一种情绪增强剂的一般概念。

这一新发现可能有助于更好地解释医学上的一个谜：为什么所谓的“选择性5-羟色胺再摄取抑制剂”或SSRIs(一类抗抑郁药被认为可通过增加循环血清素的大脑水平发挥作用)与以下药物联合使用更有效行为疗法，基于对行为策略的强化学习来避免抑郁症状。

使用由CCU的Mainen与彼得·达扬(Peter Dayan)共同领导该研究的彼得·达扬(UCL)在UCL开发的数学工具，也是UCL的Kiyohito Iigaya与CCU的合著者Madalena Fonseca和Masayoshi Murakami合作。

在实验中，小鼠必须执行一项学习任务，目标是寻找水。冯塞卡解释说：“动物被放置在一个房间里，他们不得不在左边戳一个饮水机，或者在右边戳一个饮水机，在一定的概率下，它们可能会分配水或不分配水。”

当他们分析数据时，科学家发现小鼠在两次试验之间的等待时间(试图找到水)是可变的：要么立即再次尝试，戳一台饮水机，要么等待更长的时间再制作一个饮水机。新尝试。正是这种可使研究小组能够揭示5-羟色胺对动物决策的新颖作用的可能存在。

在一天的会议开始和结束时(试运行)，较长的等待间隔更加频繁。作者写道，之所以会发生这种情况，是因为最初的老鼠更加分散注意力，而不是完全从事这项任务，“也许是希望从实验室出来”。最后，喝了足够的水，他们同样缺乏寻求奖励的动力。

无论如何，研究小组发现，根据两次试验之间的时间间隔长短，小鼠采用了两种不同的决策策略之一来最大化其奖励机会(获取水)。

具体来说，当两次试验之间的间隔很短时，能最好地预测动物的下一个选择的数学模型几乎完全基于前一次试验的结果(无水或无水)(也就是说，它们再次戳了同一只饮水机) ;如果未能提供水，他们接下来将改用替代的饮水机，这种策略称为“不停输水”。

这组作者写道，这表明当两次试验之间的间隔很短时，动物主要依靠其“工作记忆”做出其下一个选择-即与短期记忆有关的即刻感知。

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