在老鼠模型上模仿人类的决策

几十年来，对动物认知行为的测试已经被广泛使用。选择合适的行为测试可以说是测量所需行为和参数的最重要因素之一。

测试动物的认知行为

有许多不同的范式，包括迷宫和操作室，以测试动物的认知功能，学习和记忆，以及焦虑和其他障碍。但在极少数情况下，研究人员不得不开发一种新的范式来测试尚未在动物实验实验室中探索过的问题。

决定吃或喝

其中一个与我们这个肥胖率不断上升的社会尤其相关的问题是，人类是如何做出吃或喝的决定的。这是一个复杂的问题，涉及到许多不同的变量，包括最后一顿饭的时间和大小、体内激素、日常生活和外部环境(例如与朋友共进社交晚宴)。

有趣的是，临床研究表明，我们人类并不特别擅长评估自己是真的饿了还是渴了。我们每天吃或喝的很多决定可能是由习惯和环境中的线索所驱动的，而不是实际的需求。

这使得医疗保健专业人士建议在吃饭前喝一杯水，以减少食欲。然而，我们为什么会混淆饥饿和口渴的机制还不清楚，这可能为制定预防行为建议提供重要线索。

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模仿人类决策关键要素的新范式

来自霍华德·休斯医学研究所的研究人员最近发现了饮食决定背后的神经机制，他们开发了一种新的范式，在老鼠身上模仿人类决策的关键要素。这些关键元素包括:获得食物和水的类似行为，有水分的食物，以及在口渴和饥饿状态之间的交替。

动物行为学相关的食物来源

为了模仿类似的行为来获取水和食物，与人类去冰箱或水龙头相比，老鼠必须在两个选项的强制选择任务中按下一个杠杆。

但与标准的干粮颗粒不同的是，食物选择是一种水凝胶，模拟类似的含水量，类似于蔬菜和肉类等天然食物来源。在动物行为学上，有水的食物比脱水的食物更相关，因为干颗粒在口渴时变得令人厌恶，因此简化了决策过程。

自定义行为装置

为了准确地递送可压缩的、凝胶状的食物并同时测试各种行为参数，科学家们建造了一个定制的行为装置(详见图)。

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定制设计的行为装置，带有用于奖励传递的气动驱动器，电容舔检测，和用于控制和监测刺激的现场可编程门阵列(FPGA)电路，以及电动杠杆和喷口，带有来自两个独立摄像头的行为视频图像。

需要国家切换

最后，人类在几个小时(有时是几分钟)内就会在饥饿和口渴之间切换，而在大多数啮齿动物研究中，动物在许多天或几周内都处于持续的饥饿或口渴状态。为了评估现实的决策，科学家经常让老鼠在饥饿和口渴之间交替。

食物的偏见

研究小组发现，当这些关键因素在这种新方法中结合起来时，老鼠产生了食物偏好:不管动物是饿还是渴，它都会先吃食物，然后在口渴时才会转而喝水。事实上，当研究团队灭活大脑中负责决策和结果评估的部分(内侧前额叶皮层，mPFC)时，口渴的老鼠“陷入了”吃食物而不是喝水的状态。

喝水是一种习惯

最近发表在《自然神经科学》(Nature Neuroscience)杂志上的这篇文章的作者表明，这种食物偏好可以通过养成喝水的习惯来逆转，这与健康专家建议超重患者喝水的习惯类似。伸手拿食物是一种很容易形成的习惯，不依赖于资源密集型的mPFC。然而，养成喝水的习惯(例如，当你不确定的时候，就去拿杯水)可以掩盖无意识地去拿食物的冲动，即使在不饥饿的情况下。

对肥胖的新策略和治疗方法的重要见解

这些发现在理解大脑如何引导摄入选择方面迈出了根本的一步，并为mPFC参与评估饥饿和口渴等生理状态提供了因果联系，而这在以前只在人类中观察到。这些见解将有助于开发新的行为策略和治疗方法，以解决肥胖和其他饮食失调问题。

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在动物模型中测量认知功能并不总是需要投入时间和精力来开发和验证一个新的范式或定制的行为室。对于研究决策、记忆或运动学习，有许多交钥匙解决方案，这些方案都是完善可靠的。

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参考文献

艾泽尔·阿克，陈硕，陈杰，阿诺德·J，金·T, Pachitariu M & Sternson SM (2021)通过内侧前额叶皮层的结果评价，解决饥饿或口渴状态的不确定性，指导决策．自然神经科学24,907-912。