大鼠体验到后悔的感觉

新研究揭示了大鼠的懊悔——动物在哪些方面与人类相似的又一个例证

你和老鼠之间有什么区别?清单长得令人惊讶,但现在,我们可以从中划掉一种普遍的人类体验——后悔的感觉。

一项新的研究首次表明,大鼠会对糟糕的决定感到后悔并从中学习。除了关于大鼠后悔的存在主义暗示——以及这减少或增加了“人类”的什么——这项研究与基础脑研究高度相关。研究人员证明,如果我们专注于正确的行为和正确的神经元,我们可以深入了解啮齿动物复杂的内在状态。关于哪些大脑区域代表某些状态,如奖励预测和价值计算,已经有大量的文献,但这项研究,由一种新颖的行为测试驱动,能够将这些离散的行为关联组合成“大鼠”对后悔的定义。

寻找更好的人类行为动物模型是神经科学中长期存在的挑战:在神经精神疾病的动物模型中,很难真实地再现精神状态:例如,尝试在啮齿动物中模拟抑郁症往往只能达到对核心症状的相对粗略的近似,如内疚或悲伤,这通常转化为啮齿动物的社交回避或快感缺失等行为。无法有效解决精神异常问题是一个主要问题。抑郁症目前被列为全球残疾的主要原因,据估计,到2020年,抑郁症将导致150万人自杀身亡。


支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保有关塑造我们今天世界的发现和想法的有影响力的故事的未来。


现在,得益于施泰纳和雷迪什设计的一系列简单而周密的实验,像后悔这样的复合行为完全可以进行研究。研究人员使用一种名为“餐厅街”的空间决策装置:一个包含四个区域的竞技场,其中按顺序引入四种不同口味的食物(香蕉味、樱桃味、巧克力味或无味)。每次大鼠进入一个区域,在获得奖励之前,它都会遇到随机长度的延迟和一种音调:音调的音高表示大鼠必须等待才能获得奖励的延迟(较高的音高表示较长的延迟)。延迟倒计时,随后的每一秒都用较低音调的音调表示。大鼠接受训练,在一个小时的时间内从一个区域移动到下一个区域。因此,在进入一个区域时,大鼠知道它将获得什么口味的奖励以及它必须等待多久。

实验中使用的四只大鼠中的每一只都表现出对不同口味的偏好:例如,一只大鼠更喜欢香蕉而不是樱桃,这意味着它愿意为香蕉等待比为樱桃更长的时间。这被称为大鼠的“阈值”:对于大鼠 A 来说,20 秒的樱桃阈值意味着大鼠 A 平均愿意为樱桃口味等待 20 秒。

然后,研究人员根据这些阈值定义了一种诱发后悔的情况。如果一只大鼠在达到阈值之前离开特定的口味区,并且最终在下一个区域等待超过阈值的时间,那么就说这会诱发后悔。例如,考虑一只更喜欢香蕉而不是樱桃的大鼠:假设它愿意为香蕉等待 25 秒,而只为樱桃等待 10 秒。然后假设这只大鼠在给定的会话中,选择等待香蕉 15 秒,并在获得奖励之前离开,然后移动到樱桃区。由于它的樱桃阈值是 10 秒,如果大鼠最终等待超过 10 秒,这就会诱发后悔,因为大鼠本应该留在香蕉区。然后,后悔是一种代价高昂的错失机会。大鼠表现出后悔的行为迹象(转身并查看错失的高价值奖励),并且在诱发后悔的情况下,它们更愿意等待奖励,这表明它们从错误中吸取了教训。

研究人员检查了后悔的神经关联:在开始“餐厅街”实验之前,他们在与奖励、价值和预期价值预测的神经计算相关的两个区域植入了电极:眶额皮层 (OFC) 和腹侧纹状体 (vStr)。然后,他们将这些神经记录与会话期间的特定实例联系起来,包括区域进入、奖励交付和诱发后悔的情况。

这些记录的一个引人入胜的结论揭示了人类后悔的一种微妙的潜台词,这种潜台词在大鼠身上得到了反映。对人类后悔的研究表明,人们对误判的行为比对错失的结果更后悔——即,赌徒对误玩一手牌比对输了多少钱更后悔。
为了查看大鼠是否具有类似的后悔认知结构,研究人员首先检查了 OFC 和 vStr 中两个独立实例的神经活动特征:大鼠进入一个区域时和它获得奖励时。当与后悔时刻(基于大鼠何时转身并查看错失的机会)的活动特征进行比较时,区域的特征,而不是奖励的特征,在各自的大脑区域中亮起:大鼠后悔跳过了区域,而不是没有获得奖励。

这项研究的罕见之处在于它阐明了啮齿动物新的内在状态;它预示着未来探索啮齿动物其他复杂行为的努力,这可以进一步为更好的行为动物模型提供信息。随着每一项努力揭示人类和其他哺乳动物行为之间的相似之处,我们越来越接近更好地了解行动、感受和成为人类的意义。

Are you a scientist who specializes in neuroscience, cognitive science, or psychology? And have you read a recent peer-reviewed paper that you would like to write about? Please send suggestions to Mind Matters editor Gareth Cook, a Pulitzer prize-winning journalist at the Boston Globe. He can be reached at garethideas AT gmail.com or Twitter @garethideas.

© . All rights reserved.