Science：赌博心理从何而来？大脑的这个区域负责

生活由无限的可能性组成——在现实世界中表现为多种选择，然后需要做出决策，以确定最佳的行动方案。然而，每种选择都存在一定的不确定性或“风险”。因此，在每一项决定的背后，都有一个复杂的评估过程，以平衡与采取此类行动相关的“风险”和“回报”。在极端情况下，这可能表现为高风险-高回报(HH)和低风险-低回报(LL)决策处理的病理行为状态，这与赌博障碍有关。

尽管这些高级认知过程在我们大脑的大脑皮层内无缝地发生——每天发生几十次到几百次——但由于技术上的困难，精确地定位和操纵这些神经回路，其潜在的神经回路仍然难以捉摸。

由人类生物学高级研究所(WPI-ASHBi)和京都大学医学研究生院的Tadashi Isa博士领导的一组研究人员在《科学》杂志上发表的一项新研究确定并选择性地使用光遗传学（一种可以用光调节特定神经元活动的方法），在灵长类动物中负责平衡风险与回报决策的独特神经回路进行操作。他们表明，刺激这些神经回路所产生的行为变化会随着时间的推移而积累，并具有长期的后果——独立于任何刺激，为了解病态冒险行为(如赌博障碍)的潜在机制提供了见解。

已经开发了各种实验范式来评估决策行为，其中爱荷华赌博任务可以说是最著名的。然而，这样的神经心理学任务往往受到其设计的限制，因为它们不能充分分离高阶认知过程。

为了确定HH和LL决策之间的“纯粹”选择偏差，Isa及其同事首先设计了他们自己的决策范式，将风险依赖的选择行为与其他高阶认知过程分离开来。使用眼球运动来指示他们的选择，猕猴被训练去执行一个以水作为奖励的线索/目标选择任务，包括5个不同的HH-LL选择，跨越5个不同的等效“期望值”(奖励量乘以概率)，总共有25个潜在的选择。与其他观察风险行为的灵长类动物研究一致，作者发现灵长类动物对HH的选择比LL的选择有固有的偏见。

在20世纪早期，根据不同的细胞形态和组织，大脑皮层被划分为52个区域，称为布罗德曼区。布罗德曼6区(6V区)的深层或腹侧部分，长期以来被认为只在人类和灵长类动物中起运动区域的作用。但最近，与6V区重叠的区域也与决策过程有关，尽管缺乏支持这种功能的直接证据。

通过使用选择性GABAA受体激动剂muscimol药理学灭活几个候选的额叶脑区域，作者发现6V区域的腹侧部分(6VV区域)负责HH选择行为。有趣的是，尽管眼窝前额皮质(OFC)和背前扣带皮层(aACC)被认为在猴子基于奖励的决策中起着核心作用，但这些区域的失活对HH选择的偏好几乎没有影响。

该研究的第一作者Ryo Sasaki博士评论说:“事实上，我们真的很惊讶，OFC和aACC在风险依赖决策中都不重要。”

大脑的腹侧被盖区(VTA)对奖励相关过程至关重要，这是风险相关决策的组成部分。位于VTA的多巴胺能神经元亚群与前额皮质相连，包括区域6V，也被称为中额叶(或中皮层)通路。

为了剖析中额叶通路在风险依赖决策中的具体作用，Isa和合作者使用了一种优雅的光遗传学策略，即设计了一个由29个LED灯连接到皮质电图(ECoG)电极的阵列(尺寸:19mm x 12mm)，并将其植入灵长类动物大脑的6V区域，在VTA神经元中表达光激活蛋白。在狭窄的决策时间窗口内，作者通过打开阵列中的特定led，精确地操纵6V区域中定义的VTA终端的神经活动，同时记录6V区域内的活动，该区域还包括更浅表或背侧区域(区域6VD;面积6VV以上约2-3mm)。作者发现中额叶通路中的两个亚回路在风险依赖决策中起着不同的作用。他们发现hh偏好依赖于VTA-6VV途径，而LL偏好依赖于VTA-6VD途径。

Sasaki说:“我们的LED/ECoG阵列的时空分辨率对于区分VTA-6VV和VTA-6VD通路以及破译它们在风险依赖决策中的不同功能角色至关重要。”

这些发现通过计算机解码得到了进一步的验证，该解码在计算机中再现了光刺激诱导的灵长类动物的选择偏好行为。

有趣的是，在重复刺激VTA-6VV或VTA-6VD通路时，Isa和合作者观察到随着时间的推移，累积效应持续存在，分别导致灵长类动物对HH和LL选择的偏好发生长期变化，而不受任何光刺激的影响。Isa评论道:“……选择行为的这种长期变化是相当出乎意料的，”他补充说，“……但这可能也为赌博障碍的产生提供了一个机械的解释。”

这些不同的回路究竟是如何平衡我们的日常决策的，目前还不清楚，但作者认为，大脑的其他区域可能也参与了这一过程。

他说:“考虑到人类和非人类灵长类动物大脑在结构和功能上的相似性，我们的发现可能具有潜在的治疗意义，甚至在未来应用于治疗赌博障碍等冒险行为的病理形式。”

这些发现发表在2024年1月5日的《科学》杂志上。