學會避免負面體驗需要兩個不同的大腦回路的相互作用，一個解釋“Yikes!”一項新的果蠅研究顯示，并開始學習，另一方面，意外地說，要記住那種記憶的力量。

“這種增益控制可能存在于許多生物體的神經(jīng)系統(tǒng)的許多層面，”Scripps Research神經(jīng)科學家Seth Tomchik博士說，該研究的主要作者。

根據(jù)最近的研究，人腦由數(shù)量驚人的神經(jīng)元組成 - 大約860億。鑒于這種復雜性，神經(jīng)科學家致力于理解學習和記憶工作如何從更簡單的模式生物開始。人類和蒼蠅有一定程度的基礎生物學，包括在學習中依賴神經(jīng)遞質多巴胺。

“我們知道蒼蠅，就像哺乳動物一樣，有正面強化的神經(jīng)元，有負神經(jīng)元的神經(jīng)元 - 價神經(jīng)元 - 然后有第三組，”Tomchik說。“沒人知道他們做了什么。”

果蠅大腦含有八組產生多巴胺的神經(jīng)元。其中三個可以在所謂的飛腦的“蘑菇體”中找到。人類沒有精確的類似腦部分，但其他大腦區(qū)域執(zhí)行類似的功能。在果蠅(Drosophila melanogaster)中，又稱果蠅，蘑菇體是對氣味高度敏感的區(qū)域。

過去的飛行大腦研究表明，投射到蘑菇體內的多巴胺產生基團之一處理與氣味相關的誘發(fā)欲望的記憶。(“嗯，腐爛的香蕉!”)而另一個指導與負面經(jīng)歷相關的回避行為。(“哎呀，危險的香蕉味!”)

為了找出第三組(稱為PPL2)的作用，研究助理和第一作者Tamara Boto博士對蒼蠅進行了一項實驗，該實驗涉及將它們暴露于類似水果的氣味，同時給予它們輕微的電擊。

通過添加綠色熒光蛋白，在與鈣反應時釋放光，可以在顯微鏡下觀察它們的條件反應。當神經(jīng)元通信時釋放鈣離子。在氣味實驗期間刺激PPL2神經(jīng)元在呈現(xiàn)氣味時改變了熒光的亮度，這表明學習和記憶中涉及的結構改變了響應程度。

“當我們激活這個PPL2神經(jīng)元時，它實際上會調節(jié)那個記憶的強度，”Tomchik說。“因此，我們看到有多巴胺能神經(jīng)元編碼厭惡刺激本身，然后有這個額外的設置可以在該記憶中上調或下調音量。”

Boto補充道，PPL2加強反應的能力令人驚訝。

“我認為這種生理效應可以轉化為行為效應，這真是令人驚訝，”博托說。“多巴胺不太可能自行激發(fā)，但如果與這組神經(jīng)元的刺激配對，反應會更大。”

Tomchik說，下一步將探索什么刺激PPL2神經(jīng)元以及它們的活動如何影響記憶網(wǎng)絡中的其他神經(jīng)元。

Tomchik說，研究模型生物中的經(jīng)驗，學習和記憶的大腦電路可以提供對我們自己的，更復雜的大腦的見解，這些見解可以幫助我們理解成癮，創(chuàng)傷后應激障礙，抑郁癥和神經(jīng)發(fā)育障礙等問題。

“我們希望更多地了解它們的基本功能是什么，在什么條件下激活它們的刺激類型，”他說。“將學到的信息轉化為行為執(zhí)行，通過兩者之間的神經(jīng)元，這就是我預計未來幾年會有很多發(fā)現(xiàn)的地方。”

除了Tomchik和Boto之外，該研究的作者還包括Aaron Stahl，張小凡和Thierry Louis。