在日常生活中，我們常會(huì)因不確定而“猶豫”比如面對(duì)選擇時(shí)停頓、觀望、遲遲不行動(dòng)。這種猶豫并非簡(jiǎn)單的遲鈍，而是大腦主動(dòng)調(diào)控的結(jié)果。其潛在的神經(jīng)環(huán)路機(jī)制卻知之甚少。

基于此，2025年12月5日，匹茲堡大學(xué)精神病學(xué)系Eric A. Yttri研究團(tuán)隊(duì)在nature neuroscience雜志發(fā)表了“The striatal indirect pathway mediates hesitation”揭示了紋狀體間接通路介導(dǎo)猶豫。

作者提出了一種新的實(shí)驗(yàn)范式，能夠在小鼠中誘發(fā)猶豫行為，并發(fā)現(xiàn)這種猶豫是由背內(nèi)側(cè)紋狀體中的間接通路（而非直接通路）神經(jīng)元所介導(dǎo)的。這些結(jié)果確立了間接通路在不確定性條件下抑制行動(dòng)的新作用。

圖一 紋狀體間接通路介導(dǎo)不確定性引發(fā)的猶豫行為

研究人員開(kāi)發(fā)了一種新范式在小鼠中誘發(fā)猶豫行為。他們用三種音調(diào)分別代表“無(wú)獎(jiǎng)賞”“確定獎(jiǎng)賞”和“不確定獎(jiǎng)賞（50%概率）”并以偽隨機(jī)方式播放。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，小鼠在聽(tīng)到確定獎(jiǎng)賞或無(wú)獎(jiǎng)賞音調(diào)后約400毫秒內(nèi)就開(kāi)始舔舐（期待獎(jiǎng)賞），但在聽(tīng)到不確定音調(diào)時(shí)會(huì)明顯延遲舔舐數(shù)百毫秒，這正是自發(fā)猶豫的表現(xiàn)。

進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)表明，這種猶豫依賴于意外遇到不確定性：當(dāng)音調(diào)變得可預(yù)測(cè)（如連續(xù)10次相同音調(diào)）時(shí)，猶豫消失；而當(dāng)不確定獎(jiǎng)賞的概率從50%提高到66%（不確定性降低）時(shí)，猶豫程度也隨之減弱。

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那么，大腦如何編碼這種猶豫？研究團(tuán)隊(duì)記錄了背內(nèi)側(cè)紋狀體中上千個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)，發(fā)現(xiàn)其中一類“對(duì)不確定性敏感”的神經(jīng)元在不確定音調(diào)出現(xiàn)時(shí)被特異性激活且其活躍程度越高，小鼠舔舐越少，說(shuō)明這些神經(jīng)元的活動(dòng)與猶豫行為直接相關(guān)。相比之下，編碼獎(jiǎng)賞價(jià)值或其他信息的神經(jīng)元?jiǎng)t無(wú)此關(guān)聯(lián)。此外，這類“猶豫神經(jīng)元”在背內(nèi)側(cè)紋狀體中顯著多于腹內(nèi)側(cè)區(qū)域，提示該腦區(qū)在調(diào)控猶豫中起關(guān)鍵作用。

圖二 間接通路神經(jīng)元特異性編碼猶豫行為

研究人員利用轉(zhuǎn)基因小鼠，通過(guò)光遺傳技術(shù)分別標(biāo)記了紋狀體中的間接通路（A2a陽(yáng)性）和直接通路（Drd1陽(yáng)性）神經(jīng)元，并記錄它們?cè)诓煌粽{(diào)提示下的活動(dòng)。結(jié)果顯示，雖然兩類神經(jīng)元大多都對(duì)獎(jiǎng)賞價(jià)值有反應(yīng)，但對(duì)“不確定性”敏感的神經(jīng)元在間接通路中占比（32%）遠(yuǎn)高于直接通路（10%）。

更重要的是，在不確定試次中，只有那些對(duì)不確定性有反應(yīng)的間接通路神經(jīng)元的活動(dòng)越強(qiáng)，小鼠舔舐行為就越少，即表現(xiàn)出明顯的猶豫；而直接通路神經(jīng)元無(wú)論在哪種試次中，其活動(dòng)都與行為無(wú)顯著關(guān)聯(lián)。

這表明：背內(nèi)側(cè)紋狀體的間接通路神經(jīng)元特異性地參與調(diào)控猶豫行為，具備介導(dǎo)猶豫的神經(jīng)基礎(chǔ)。

圖三 操控背內(nèi)側(cè)紋狀體間接通路中型多棘神經(jīng)元的活動(dòng)可改變猶豫行為

為了檢驗(yàn)紋狀體間接通路是否在猶豫中起因果作用，研究人員在小鼠執(zhí)行聽(tīng)覺(jué)決策任務(wù)時(shí)，利用光遺傳技術(shù)特異性激活或抑制背內(nèi)側(cè)紋狀體的間接通路中型多棘神經(jīng)元。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在呈現(xiàn)不確定獎(jiǎng)賞線索時(shí)，激活這些神經(jīng)元會(huì)顯著延遲舔舐啟動(dòng)，加劇猶豫；而抑制它們則完全消除猶豫。這種效應(yīng)具有高度特異性：在確定有獎(jiǎng)賞或無(wú)獎(jiǎng)賞的試次中，操控間接通路不影響行為且僅在線索呈現(xiàn)期（即決策初期）有效，說(shuō)明其作用針對(duì)“猶豫”本身，而非后續(xù)動(dòng)作執(zhí)行。相比之下，無(wú)論在何種試次或時(shí)間窗口，操控直接通路神經(jīng)元均未改變猶豫行為，表明其在此過(guò)程中不起作用。

進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)顯示，腹外側(cè)紋狀體的間接或直接通路雖能雙向調(diào)控舔舐頻率，但不參與猶豫調(diào)控。因此，只有背內(nèi)側(cè)紋狀體的間接通路神經(jīng)元特異性介導(dǎo)猶豫。

總結(jié)

猶豫有助于在不確定時(shí)爭(zhēng)取思考時(shí)間，提升決策準(zhǔn)確性。本研究發(fā)現(xiàn)背內(nèi)側(cè)紋狀體間接通路特異性介導(dǎo)這一過(guò)程，提示其可能與皮層-紋狀體決策環(huán)路協(xié)同作用，為理解正常與病理性決策提供新線索。

文章來(lái)源

https://doi.org/10.1038/s41593-025-02135-6

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