热图显示了小鼠大脑BLA区域内756个神经元的活动。兴奋的峰值(红色)表示随着时间的推移，神经元对中性声音(c & d)、饮水奖励相关(e)或吹气惩罚相关声音(f)的反应。蓝色代表大脑抑制的不需要的反应，黑色代表无反应。
为什么某种声音能让你的后背发凉？通过研究小鼠听到经训练使其害怕的声音时的反应，以及观察以上情况下其杏仁核中单个脑细胞的神经活动，冷泉港实验室(CSHL)的科学家们了解到了声音是如何引起恐惧的。该论文于10月份发表在《自然·通讯》杂志。
研究员Bo Li一直致力于研究小鼠大脑的杏仁核，在那里，光、声音和其他刺激通过经验呈现出积极或消极的联想。在患有焦虑症或重度抑郁症的人群中，杏仁核中的持续学习和遗忘过程似乎受到了损害。了解杏仁核中的脑细胞、或神经元活动可能有助于更好的治疗这些疾病。
在这项研究中，Li和博士后研究员Xian Zhang发现，当他们训练动物对特定的声音产生恐惧，并将另一种声音与奖励联系起来时，神经元活动发生了显著的变化。“如果观察杏仁核脑细胞的活动模式，就能知道小鼠是在期待奖励还是害怕惩罚。”Li解释说。
Li和Zhang使用了一种镜头非常小并且可以植入小鼠大脑的特殊显微镜，来追踪动物训练前、训练中和训练后特定神经元的放电活动。他们让动物将一种声音与吹气“惩罚”联系在一起，将另一种声音与饮水“奖励”联系在一起，并观察神经元的行为变化。
起初，声音敏感的神经元通过随机放电对每种声音做出反应。但是，当一个声音反复伴随着吹气惩罚时，神经元会以一种特定的模式放电，这种模式与小鼠确实受到惩罚时另一种脑细胞的放电模式非常相似。同样，当某种声音与饮水奖励重复搭配时，声音敏感的神经元则会以类似于小鼠确实接受到饮水奖励时神经元活动模式放电。
当神经元的放电模式变得更加具体时，小鼠会对与奖赏相关的声音做出舔舐反应——期待喝水；同样，它们也会对与惩罚相关的声音做出眨眼睛的反应——等待着被吹气。
研究人员还对每种声音的含义做了改变，来观察小鼠神经元的活动模式。当“奖励”的声音反复伴以吹气时，神经元就会放弃既定的“奖励”放电模式，采用“惩罚”模式。“我们认为这就是声音获得意义的方式。”Li说。
编译：花花
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