從行為抑制到新動作探索:紋狀體間接通路的多重調控機制及其在強化學習中的意義

《Nature Reviews Neuroscience》:From avoidance to new action: the multifaceted role of the striatal indirect pathway

【字體: 時間:2025年05月08日 來源:Nature Reviews Neuroscience

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  針對基底神經節如何調控"避害趨利"的強化學習機制這一難題,研究人員通過分析紋狀體間接通路(indirect pathway)功能,提出該通路受突觸可塑性規則調控,既能抑制次優行為又促進新動作探索。研究發現多巴胺(dopamine)抑制會增強間接通路活性,為解釋行為轉換的神經機制提供了新框架。

  

最優強化學習的核心在于:生物體既能規避導致負面結果的行為,又能持續探索潛在更優的新行為。盡管基底神經節(basal ganglia)被認為參與該過程,其具體機制仍不明確。最新研究聚焦紋狀體間接通路(indirect pathway)的功能,揭示其通過特殊的突觸可塑性規則幫助動物規避次優選擇。

當紋狀體區域多巴胺(dopamine)釋放受抑制時,間接通路活性會顯著增強。有趣的是,該通路激活不僅能抑制不良行為,還可觸發新動作的產生——這種雙重功能完美解釋了生物體在規避風險時仍保持探索能力的現象。研究整合了近期實驗證據,包括多巴胺動態調控的神經記錄和光遺傳學(optogenetics)操縱實驗,為調和既往關于間接通路的矛盾結論提供了新視角。

這一發現為理解帕金森病等運動障礙的病理機制提供了新思路,同時指明了通過調控間接通路活性來優化決策行為的潛在干預策略。文末還提出了值得深入探索的實驗方向,包括在不同行為范式下檢測通路特異性神經元的活動模式。

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