研究人员发现大脑如何从潜意识刺激中学习

研究人员首次发现，当动物从潜意识，视觉刺激中学习时，它们的大脑会发生什么。随着时间的流逝，这些知识可能会导致针对许多情况的新治疗。该研究是马萨诸塞州总医院鲁汶分校和哈佛大学之间的一项合作，已发表在Neuron上。

经验丰富的观鸟者比普通人更能识别鸟类羽毛中的更多细节。由于接受了广泛的培训，他（她）可以识别出羽毛中的特定特征。这种学习过程不仅取决于意识过程。先前的研究表明，当人们在视觉刺激的呈现过程中获得了无法自觉感知的奖励时，他们仍然可以在以后感知到这些刺激。

尽管这是一个已知现象，但研究人员不确定这种无意识的感知学习是如何产生的。为了找出答案，Wim Vanduffel教授及其同事研究了两只恒河猴在受到潜意识视觉刺激之前和之后的大脑。

多巴胺

研究人员激活了大脑干基部（腹侧被盖区域）的奖励系统的一部分。这包括产生多巴胺的细胞，多巴胺是一种分子，当您获得奖励时也会释放。Vanduffel说：“多巴胺是我们的运动和奖赏系统中至关重要的信使分子，对于学习和娱乐极为重要。”激活腹侧被盖区可释放多巴胺等。“通过直接刺激大脑区域，我们可以将该区域的活动与知觉或复杂的认知行为联系起来，”，Vanduffel解释说。

腹侧被盖区除其他外包含产生多巴胺的细胞。

在激活大脑区域的同时，猴子被显示出几乎看不见的人脸和身体图像。由于图像非常模糊，并且猴子必须同时执行非常不同且困难的任务，因此它们无法自觉地感知这些图像。在对照测试中遵循相同的过程，但是大脑没有受到刺激。

当猴子受到腹侧被盖区域的刺激而受到潜意识的视觉刺激时，它们随后便知道了有关这些图像的详细信息。例如，他们知道显示的身体是向左还是向右。没有大脑刺激的情况就不是这样。

“借助此实验，我们可以首次证明该大脑区域之间的直接因果关系，因此也可以证明多巴胺与复杂视觉刺激的潜意识学习之间的可能因果关系。”

研究人员还对测试前后的动物进行了脑部扫描。“我们可以看到大脑中的血液流动，这可以指示哪些神经元处于活动状态。血液流动越多，活动就越多。” Vanduffel解释说。扫描结果表明，该任务在大脑的视觉皮层和重要的记忆区域引起了活动。“有了这些数据，我们可以在以后的实验中放大以找出在这些大脑区域的神经元水平上到底发生了什么。”

“自从弗洛伊德20世纪以来的见识以来，科学界一直想知道潜意识会如何影响我们。由于目前的认识，人类和猴子之间非常相似，并且有了新的先进技术，我们终于可以在生理上绘制这种过程。”

帕金森氏病

多巴胺能系统的紊乱会导致许多精神病和运动障碍，例如抑郁症，成瘾症和帕金森氏病。因此，更好地了解该系统在各种学习形式下的工作方式，对于开发针对这些疾病的靶向疗法至关重要。

“您必须先解决汽车发动机的工作原理，然后才能解决问题。”

“帕金森氏症是一种运动障碍，是由多巴胺产生的神经元死亡引起的。但是，当前的多巴胺疗法可能会产生副作用，因为它们还会触发整个奖励系统，这不仅可以减轻运动症状，还可以导致成瘾行为。”对这些大脑区域功能的基础研究最终将导致针对性更强，副作用更少的治疗。

可塑性

这种洞察力在诸如创伤，衰老或肿瘤学问题等情况下也很有用，在这种情况下，大脑可塑性的提高（即改变的能力）可能非常有用。“例如，通过刺激大脑中产生多巴胺的区域，我们可以使人们在发生事故或患病后能够更快地恢复说话能力或改善运动技能。”这甚至可以通过药物治疗来完成，尽管距离我们还有很长的路要走。 Vanduffel解释说。

因此，洞悉我们的大脑以及我们和其他灵长类动物在视觉上塑造我们的世界的条件至关重要，因为正如Vanduffel总结的那样：“您必须先解决汽车发动机的工作原理，然后才能解决问题。”

参考：Sjoerd R. Murris，John T.Arsenault，Rajani Raman，Rufin Vogels和Wim Vanduffel在2021年3月4日于Neuron上发表的“猕猴腹侧被盖区的电刺激驱动类别选择性学习而无需引起注意”。
10.1016 / j.neuron.2021.02.013