目标导向—习惯学习系统的神经机制

      分类号 B845

      在日常生活中，为适应纷繁复杂的环境，个体会采用习惯、自动化的动作来提高生活、工作效率，比如进门顺手脱衣服并挂在固定位置；警察办案时对罪犯采取的一系列手到擒来的动作。同时，个体需要抑制某些习惯行为，有意识地调整自己的行为以应对各种突发状况，或灵活适应环境的变化，比如去朋友家拜访时进门顺手脱衣服就不太妥当；警察办案时的系列反应不宜带入家庭生活。根据行为学习的双系统模型，这两种不同的行为模式涉及到两个关键的行为学习系统——目标导向学习系统(goal-direct learning system)和习惯学习系统(habitual learning system)(Cushman & Morris,2015; Dolan & Dayan,2013; Hadj-Bouziane et al.，2013)。

      目标导向学习系统也被称为基于模型的学习系统(model-based learning)，是一种对行为反应与潜在结果间的联结进行深入、动态加工的学习机制，根据结果的价值变化调整行为反应；它具有较高的灵活性，能够迅速适应不断变化的外界环境，同时也消耗较多的认知资源，增加工作记忆的负荷(Cushman & Morris，2015; Dolan & Dayan，2013; & Crockett，2015)。习惯学习系统也被称为无模型学习系统(model-free learning)，是对先前形成的刺激-反应联结进行强化的结果，行为反应仅基于刺激信号，而不考虑结果的改变；它是一种自动化、高效但不灵活的行为习得机制，通常占用较少的认知资源(Cushman & Morris，2015; Dolan & Dayan,2013; & Crockett,2015)。正常情况下，个体在做出行为反应时其目标导向学习系统与习惯学习系统能够根据外界环境的变化密切配合、灵活切换(Cushman & Morris，2015; Dolan & Dayan,2013; & Crockett,2015)。例如，随着过度训练，个体对任务熟悉度的增加，目标导向行为会逐渐向习惯行为过渡；当外界环境发生变化时，个体又会重新采用目标导向学习系统对行为反应进行调整与转换(Dolan & Dayan，2013)。对这两种行为学习系统的研究范式主要有两类，一类是结果贬值范式(Outcome Devaluation，OD)，另一类是偶然性降低范式(contingency degradation，CD)，这两种范式都能很好地区分个体的目标导向行为和习惯行为(Balleine & O'Doherty,2010; Dolan & Dayan,2013)。

      前人关于动物研究、脑损伤研究、脑影像学研究均表明目标导向学习系统和习惯学习系统的神经机制存在一定差异，前者主要与背内侧纹状体(dorsal medial striatum，DMS)\尾状核(caudate)、腹内侧前额叶皮质(ventromedial prefrontal cortex，vmPFC)、眶额叶皮质(orbitofrontal cortex，OFC)、前扣带回皮质(anterior cingulate cortex，ACC)密切相关(Gremel & Rui,2013; Jahanshahi,Obeso,Rothwell,& Obeso,2015; Wunderlich,Dayan,& Dolan，2012)；而后者主要与背外侧纹状体(dorsal lateral striatum，DLS)\壳核(putamen)、辅助运动区(supplementary motor area SMA)、脑岛有关(Jahanshahi et al.，2015; Morris et al.，2016; Wunderlich et al.，2012)。神经递质研究显示两种行为学习系统与谷氨酸、γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)等神经递质有关(Fettes，Schulze，& Downar,2017)。此外，这两种行为学习系统的紊乱与许多心理问题、精神疾病及神经疾病的临床症状密切相关，如强迫症(Gillan & Robbins，2014)、自闭症(Alvares,Balleine,Whittle,& Guastella,2016)、成瘾(Sebold et al.，2014)、应激(Schwabe & Wolf,2011)、精神分裂症(Culbreth，Westbrook,Daw,Botvinick，& Barch，2016)、帕金森症(De Wit，Barker,Dickinson,& Cools,2011)等。

      本文综述了国内外目标导向学习系统与习惯学习系统的研究现状，主要涉及两种行为学习系统的神经机制及其在心理精神疾病中的应用两方面。首先，回顾了目标导向学习与习惯学习的研究历史进程及其研究范式；其次，分别介绍目标导向学习系统、习惯学习系统的神经机制研究现状；再次，从多角度综述了目标导向学习系统和习惯学习系统在心理、精神疾病研究中的具体应用；最后，对当前研究进行了总结，并提出了目前该领域待解决的一些关键问题。