麻省理工学院Picower学习与记忆研究所和大脑与认知科学系的神经科学牛顿教授Mriganka Sur说，有来自100多个其他大脑区域的输入，以及对何时何处发出去甲肾上腺素(NE)的复杂控制，LC的微小细胞群令人惊讶地多样化，可能代表了从奖励和惩罚中学习的重要调节器，然后应用这种经验来优化行为。

“以前被认为是一个同质的细胞核，对许多不同的目标区域施加全球统一的影响，现在被认为是一个异质的释放ne的细胞群体，潜在地表现出控制其功能的空间和时间模块性，”Sur博士后Vincent Breton-Provencher和研究生Gabrielle Drummond在上个月发表的一篇评论文章中写道神经回路的前沿。

这篇文章展示了来自Sur的团队和其他许多人的大量新证据，表明LC可能整合来自整个大脑的感觉输入和内部认知状态，以精确地发挥其NE介导的影响来影响行为——通过将NE限制到运动皮层——以及通过将NE限制到前额叶皮层来处理由此产生的奖励或惩罚反馈。

为了调查这一假设，该团队已经开始利用4月份获得的210万美元、为期5年的NIH拨款开展工作。在这项研究中，他们用不同音高和音量的音调来提示老鼠学习任务。在训练过程中，老鼠会学到，当音调高时，按杠杆会得到奖励，当音调低时，正确的反应是不要按杠杆，以免它经历不愉快的空气膨胀。通过改变音调的音量，实验人员将改变老鼠感觉自己听到了正确提示的确定性。

苏尔说，这个假设(由初步数据证实)预测东北将在多个关键方面起作用。当老鼠听到提示音时，如果音调较低，LC将通过运动皮层的神经元骨干发送较少的NE，这反映了动物的信念，即杠杆不应该被推动，因为没有奖励即将到来。同时，音量越小，动物的决定就越不确定。相反，高音量的音调会发送更多的NE，这反映了动物确信推动杠杆会产生奖励。

在老鼠行动之后，反馈越令人惊讶，它就会产生越多的新神经网络，并通过不同的组发送到前额皮质，从而刺激更大的学习能力。举个例子，如果老鼠听到一个微弱的高音，小心翼翼地按下杠杆，结果奖励的惊喜将刺激NE的强烈输出，以指示前额叶皮层，因为它的期望不是很高。每当老鼠猜错了，感觉到空气膨胀，就会刺激前额皮质释放最强烈的NE。经过这样的动态变化，Sur的团队在随后的试验中观察到一致的性能变化。

苏尔说:“这是一种去甲肾上腺素可以被认为是一种唤醒信号的方式，但重要的是，在持续功能的背景下，它也是一种学习信号。”“这既是一个执行信号，也是一个学习信号，对于这两个信号，我们都可以描述实际的定量关系。”

研究小组不仅要测量LC-NE神经元的活动，他们还将利用光遗传学(用光控制神经元)来控制它们，这样他们就可以沉默或放大LC-NE的输出，以显示每种行为是如何影响行动和学习的。

Sur说，了解LC如何工作的真实本质可能有助于改善某些疾病的治疗。例如，创伤后应激障碍的一种潜在治疗方法包括抑制对NE的接受，但这也会促进嗜睡。他说，一种更有原则、更精确的治疗方法可以提高疗效，减少副作用。

苏尔说:“如果我们了解它背后的目标和理论，我们希望能影响焦虑，但不会让你昏昏欲睡。”“这是基础科学治疗疾病的希望——让事情变得越来越具体，定义一个系统所涉及的回路和功能的特异性。”

此外，他说，下皮层是阿尔茨海默病的早期发病区域。以正确的方式处理这种损失可以帮助维持学习和认知的形式。