成功与失败之间的区别：（神经）获得动力和保持动力的科学

毫无疑问，动机是生活中最困难但最重要的因素之一。这是成功与失败，设定目标与无目标，幸福与不幸福之间的区别。但是，为什么要保持动力如此之难？或者即使我们这样做，也很难保持动力呢？

这个问题是由EPFL的Carmen Sandi教授和爱丁堡大学的Gedi Luksys博士领导的科学家试图回答的。研究人员根据先前的知识告诉了他们两件事：首先，人们从事动机行为的能力差异很大，而在神经退行性疾病和精神疾病中，诸如冷漠等动机问题很常见。第二，瞄准被称为“伏隔核”的大脑区域。

伏伏核坐在靠近大脑底部的位置，已成为许多研究的主题。原因是很快就发现它是反感，奖励，强化和动力等功能的主要参与者。

为了测试和量化动机，EPFL团队设计了所谓的“货币激励力量任务”。想法是参与者以增加的（可衡量的）努力来执行任务，并获得与其努力相对应的有偿金钱。基本上，做更多的事情并获得更多的报酬。

手抓力作用任务的插图。在实验中，首先要求参与者以最大力量或最大力量挤压握把。然后，在执行任务的过程中，在每个试验中，他们都必须将其挤压到最大自愿收缩力的50％的力阈值，并在该力下再保持3秒钟，才能获得归因于每个试验的特定金钱奖励。该任务包括80次连续试验。

在这项研究中，对43名男性进行了扫描，以一种称为“质子磁共振波谱”或1H-MRS的复杂脑成像技术测量其伏隔核中的代谢物。这可以专门测量大脑中神经化学物质（例如神经递质和代谢产物）的丰度。因此，即使在临床环境中也使用1H-MRS来确定神经系统疾病。

随后，要求每个参与者将一种用于测量力量的装置（测力计）压紧至给定的收缩水平，以赚取0.2、0.5或1瑞士法郎。重复此过程进行了120次连续试验，这使得该任务的性能要求很高。

实验的想法是，不同的金额会促使参与者决定是否要投入精力并在每次试验中相应地执行任务。科学家们还在隔离和分组条件下进行了实验，以研究竞争对性能的影响。

一旦他们收集了行为数据，研究人员便通过计算模型对数据进行了处理，该计算模型估计了最有用的参数，这些参数应根据效用，工作量和绩效函数进行衡量。这使他们可以询问特定的神经递质水平是否预测了特定的动机功能。

该分析表明，性能的关键以及动机的关键在于伏隔核中两种神经递质的比例：谷氨酰胺和谷氨酸。具体来说，谷氨酰胺与谷氨酸的比例与我们长期保持性能的能力有关-研究人员称之为“耐力”。

另一个发现是，即使从任务一开始，竞争似乎就可以提高性能。对于伏隔核中谷氨酰胺与谷氨酸比率低的个体，情况尤其如此。

“这些发现为动机神经科学领域提供了新颖的见解，”卡门·桑迪（Carmen Sandi）说。“他们表明，谷氨酰胺和谷氨酸之间的平衡可以帮助预测动机表现的特定，计算组成部分。我们的方法和数据还可以帮助我们制定治疗策略，包括营养干预，以针对新陈代谢来解决工作投入不足的问题。”

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参考：Alina Strasser，Gediminas Luksys，Lijing Xin，Mathias Pessiglione，Rolf Gruetter和Carmen Sandi的伏隔核中谷氨酰胺与谷氨酸的比例预测了基于努力的动机表现，神经心理药理学，2020
年。10.1038 / s41386-020-0760-6

卡门·桑迪（Carmen Sandi）教授的实验室隶属于生命科学学院（EPFL）脑思维研究所（Brain Mind Institute）。

其他贡献者

EPFL生物医学成像
中心功能和代谢成像EPFL实
验室ICM脑脊髓研究所