有没有想过,为什么你能在早上9点全力以赴地完成一个项目,但到了下午3点却失去了所有意志力?日本名古屋大学的研究人员已经确定了一种大脑机制,或许可以解释当事情变得艰难时,动力是如何持续或消退的。他们的研究发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,强调了食欲素神经元在维持动机行为中的作用。

动机丧失是抑郁症、成瘾和多动症的标志,但其背后的大脑过程仍然令人沮丧地模糊不清。这时,名古屋大学医学研究科的副教授沟口博之(Hiroyuki Mizoguchi)和名誉教授山田清文(Kiyofumi Yamada)登场了,他们专注于食欲素神经元——这些细胞已经在处理睡眠、食欲和能量消耗。之前的线索表明,这些神经元也可能影响动机,但它们的确切贡献就像雾蒙蒙的早晨一样模糊。

为了解开这个谜团,研究团队研究了寻求食物奖励的大鼠。与典型的小鼠模型不同,大鼠擅长复杂的任务,但它们的神经元更难操作。解决方案是?基因改造的“食欲素-Cre”大鼠,允许精确靶向产生食欲素的神经元。

使用化学遗传学激活这些神经元,他们让大鼠进行了渐进比率测试,每次奖励需要更多的鼻戳。当大鼠放弃时的“断点”作为动机的度量。被激活的大鼠达到了更高的断点,为奖励更加努力。相反,食欲素神经元选择性退化的大鼠更早放弃,它们的动机明显泄气。

光纤光度法揭示了实时食欲素活动:当大鼠期待食物时,它激增;在食物送达后下降;但当预期奖励没有出现时,它保持升高。活动还随着任务难度而缩放,表明大脑将奖励期望与所需努力联系起来。

为了确认因果关系,团队使用了光遗传学。用抑制性蛋白质抑制食欲素活动使大鼠变得更懒——它们在费力任务上花费更长时间,断点更低。然而,用兴奋性蛋白质增强活动并没有激发额外的努力。所以,食欲素神经元对动机是必要的,但提高它们并不是一个神奇的生产力技巧。

“我们的研究证明了食欲素神经元活动根据预期奖励和所需努力的显著变化,表明了一种将期望转化为持续行动的潜在机制,”沟口总结道。

未来的研究将绘制进出这些神经元的回路,可能为治疗动机缺陷铺平道路。与此同时,我们只能继续盯着待办清单,想知道我们的动力丢在了哪里。

这项工作得到了一个名副其实的基金会字母汤的资助:科学研究补助金[22K19749;23K27360;23H02669(2023)]、SENSHIN医学研究基金会、内藤基金会、武田科学基金会、SRF、旭硝子基金会、三岛海云纪念基金会、花王健康科学基金会和AMED(JP21wm0425014)。材料由名古屋大学提供。