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基本信息

Title:Revealing abrupt transitions from goal-directed to habitual behavior

發(fā)表時(shí)間:2026-03-31

發(fā)表期刊:Nature Communications

影響因子:15.7

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研究背景

日常生活中，我們常經(jīng)歷從刻意關(guān)注規(guī)則的“目標(biāo)導(dǎo)向行為（goal-directed behavior）”向自動(dòng)化的“習(xí)慣性行為（habitual behavior）”轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)理論假設(shè)該過程是緩慢漸進(jìn)的。然而，經(jīng)典行為學(xué)測(cè)試只能在特定時(shí)間點(diǎn)離線評(píng)估，難以在連續(xù)訓(xùn)練中實(shí)時(shí)追蹤習(xí)慣形成的精確瞬間。這種方法學(xué)局限導(dǎo)致我們對(duì)習(xí)慣接管大腦的真實(shí)動(dòng)態(tài)過程缺乏清晰認(rèn)知。

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法邏輯

為此，研究人員開發(fā)了一種新型行為學(xué)范式：讓雄性小鼠自由飲用微酸的檸檬酸（citric acid, CA）水，以降低其在聽覺“執(zhí)行/不執(zhí)行”（go/no-go）任務(wù)中對(duì)純水獎(jiǎng)勵(lì)的渴求。在誘發(fā)出的動(dòng)機(jī)波動(dòng)背景下，研究者利用隱馬爾可夫-廣義線性模型（hidden Markov model-generalized linear model, HMM-GLM）對(duì)小鼠逐次試驗(yàn)進(jìn)行建模，精準(zhǔn)定位行為轉(zhuǎn)變點(diǎn)。隨后，通過特定感覺結(jié)果貶值（sensory-specific outcome devaluation）測(cè)試與背外側(cè)紋狀體（dorsolateral striatum, DLS）雙側(cè)損毀驗(yàn)證該轉(zhuǎn)變點(diǎn)。最后，運(yùn)用雙位點(diǎn)光纖記錄（dual-site fiber photometry）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)DLS與背內(nèi)側(cè)紋狀體（dorsomedial striatum, DMS）的神經(jīng)活動(dòng)動(dòng)態(tài)。

任務(wù)范式及行為學(xué)表現(xiàn)

核心發(fā)現(xiàn)

發(fā)現(xiàn)一：習(xí)慣控制的接管是瞬間發(fā)生的

行為學(xué)與HMM-GLM模型分析表明，小鼠在掌握辨別任務(wù)后，經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的參與度波動(dòng)期（目標(biāo)導(dǎo)向階段）。隨后，在極短的試驗(yàn)窗口內(nèi)，小鼠突然轉(zhuǎn)入持續(xù)高參與度的低變異期，表明習(xí)慣的出現(xiàn)是突然的，而非緩慢漸進(jìn)的累積過程。

Fig. 2 中，作者展示了小鼠行為狀態(tài)的建模結(jié)果；這張圖清晰地呈現(xiàn)了小鼠在約3次試驗(yàn)的極短窗口內(nèi)完成了從目標(biāo)導(dǎo)向到習(xí)慣控制的突然切換

轉(zhuǎn)變發(fā)生后，小鼠對(duì)提前喂食獎(jiǎng)勵(lì)水的結(jié)果貶值操作不再敏感，且表現(xiàn)出高度一致的舔水運(yùn)動(dòng)刻板性。同時(shí)，轉(zhuǎn)變后小鼠瞳孔對(duì)無獎(jiǎng)勵(lì)試驗(yàn)的反應(yīng)顯著增加，表明其對(duì)結(jié)果的敏感性降低。此外，雙側(cè)損毀DLS會(huì)阻止這種低變異期習(xí)慣的出現(xiàn)，進(jìn)一步證實(shí)了決策控制權(quán)已從目標(biāo)導(dǎo)向切換至習(xí)慣控制。

Fig. 3 中，作者展示了結(jié)果貶值測(cè)試與DLS損毀實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)；這張圖說明行為學(xué)上的突然轉(zhuǎn)變確實(shí)反映了向習(xí)慣性行為的過渡。

光纖記錄揭示了習(xí)慣突然轉(zhuǎn)變背后的神經(jīng)動(dòng)力學(xué)。在行為轉(zhuǎn)變發(fā)生的瞬間，DLS（以及稍后的DMS）在試驗(yàn)后期的結(jié)果相關(guān)神經(jīng)活動(dòng)急劇下降，而DLS在試驗(yàn)早期的線索反應(yīng)信號(hào)變得更加銳化。這表明習(xí)慣回路是預(yù)先存在并被突然調(diào)用的，而非逐漸累積跨過閾值。

Fig. 5 中，作者展示了行為轉(zhuǎn)變前后的雙位點(diǎn)光纖記錄數(shù)據(jù)；這張圖把背側(cè)紋狀體從結(jié)果相關(guān)信號(hào)向刺激-反應(yīng)信號(hào)的“開關(guān)式”切換呈現(xiàn)出來。

省流總結(jié)

本研究證實(shí)，從目標(biāo)導(dǎo)向到習(xí)慣控制的轉(zhuǎn)變可以是突然發(fā)生的，該過程由背側(cè)紋狀體從結(jié)果驅(qū)動(dòng)向刺激驅(qū)動(dòng)的“開關(guān)式”切換介導(dǎo)。這挑戰(zhàn)了習(xí)慣緩慢形成的傳統(tǒng)認(rèn)知。受限于群體鈣成像分辨率，單細(xì)胞層面的精確編碼細(xì)節(jié)仍待探索。

分享人：天天

審核：PsyBrain 腦心前沿編輯部

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