快乐的经历促进学习?科学家发现过往经历重塑神经环路影响学习能力

在我们遇到事情的时候，习惯采用之前的经验来解决当下的事情。大脑中不同的神经环路编码不同场景下的记忆，这些记忆会在遇到类似的情景时再次被激活。

外侧下丘脑（LH)在情绪反应中主要发挥整合信息的作用，参与奖赏行为。抑制该脑区抑制性神经元后能够减少对奖赏行为的正确预测。

动物实验表明经历严重应激事件通过重塑神经环路损害食欲或厌恶性学习，但对于快乐事件是否通过同样的机制影响学习任务并不是很清楚。

2021年2月15日美国国家药物滥用研究所Geoffrey Schoenbaum和加州大学Melissa J. Sharpe研究团队发现外侧下丘脑抑制性神经元介导过去快乐的经历影响未来学习这一过程。

光抑制大鼠外侧下丘脑区域抑制性神经元

研究人员利用多个行为学实验进一步发现LH抑制性神经元在学习过程中扮演的作用：在第一个实验中，声音-电击配对的恐惧记忆训练过程中，给与声音的同时光抑制外侧下丘脑（LH）抑制性神经元后并不影响大鼠的恐惧记忆的获得，与正常大鼠表现没有差异。这就表明仅仅光抑制该区域神经元活性并不影响大鼠对恐惧记忆的获得。

第二个实验中研究人员设计在恐惧训练之前大鼠接受声音和糖水（食物）配对奖赏学习训练，这两个训练过程在同一环境中进行，这样相当于在训练前大鼠有过快乐的记忆。他们发现光抑制LH抑制性神经元大鼠对之前的恐惧记忆的获得出现障碍。简单的说，大鼠在之前体验过快乐后在经历厌恶学习后表现得不怎么恐惧了。

为了进一步弄清楚训练过程中环境、刺激对学习结果的影响，研究人员设计了第三个实验：将食物配对奖赏学习在A环境中进行，恐惧训练在B环境中，以此区分第二个实验，结果发现光抑制LH区域抑制性神经元后在声音刺激下僵直率降低，对环境刺激僵直率却升高，但在声音和环境共同刺激下僵直率降低。

本来LH抑制性神经元并不会影响恐惧记忆的获得，但是在体验过奖赏效应后抑制这类神经元后在一定程度上减少厌恶学习带来的恐惧感。如果将奖赏学习和恐惧训练的顺序进行互换后会出现怎样的结果？

研究人员再次设计了新实验，在第一阶段大鼠进行A2声音刺激和食物奖赏的训练或只给予B2声音刺激，随后在第二阶段大鼠进行A1声音配对A2声音刺激或B1-B2声音配对刺激训练。发现在正常情况下这两种不同的声音配对刺激并不会影响大鼠对食物相关的学习过程。但在A1-A2声音刺激的阶段光抑制LH抑制性神经元后能够增强大鼠对食物相关的学习能力。

随后他们将上述第一阶段实验和第二阶段实验进行顺序互调，也就是说先接受A1声音配对A2声音刺激训练，结果发现光抑制LH抑制性神经元后依然能够增强大鼠对食物的寻求欲望。这就表明无论是否存在奖赏学习的经历，都不会影响声音配对刺激对大鼠在关联学习能力。

他们将大鼠提前暴露在声音刺激S1中，随后进行S1刺激和食物的配对实验，结果发现大鼠寻求食物的欲望减少了，然而在光抑制LH抑制性神经元后大鼠的这种奖赏学习障碍消失了。

总的来说，本文通过多个实验学证实了外侧下丘脑抑制性神经元在关联学习中的作用：第一，抑制该类型神经元后，曾经有过快乐记忆的经历损害随后的厌恶学习过程。第二，无论是否存在快乐经历，抑制该神经元均能增强中性刺激（声音）的关联学习能力。

【参考文献】

1. https://doi.org/10.1038/s41593-020-00791-4