深港脑院 Neuron|“民以食为天”:吃多少 vs. 如何吃——以“极致的颗粒度”刻画食欲
动机是驱动行为的内在力量。无论是关乎命运的重大时刻还是决定晚饭吃啥的微小瞬间,动机都支配着我们的行为。这一系列大大小小的动机体现了我们的人格与个性,决定了我们是谁,从哪里来,到哪里去。
自20世纪初以来,学界已形成一系列关于动机的经典理论:本能论(instinct theory)认为行为由先天本能驱动;驱力降低理论(drive reduction theory)指出,动机源于生理需求,驱动特定行为满足该需求;诱因理论(incentive theory)则强调,外部刺激同样会塑造行为。这些理论对动机的定义始终停留在宏观层面,难以解释行为的实时动态性。
2月4日,中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所/深港脑科学创新研究院、深圳理工大学刘清晴/王立平团队在神经科学领域著名期刊Neuron发表重磅综述,提出“颗粒化动机调控实时行为选择”的理论框架,为动机的精细解读提供了全新视角。

文章封面截图
突破传统:动机是一系列的“粒子级”状态
大脑是动机的物质基础,行为是动机的外在表现。近年来,人工智能技术的跨越式发展使研究者能够以亚秒级精度解读复杂多变的行为;神经活动在体实时记录、光遗传调控等技术的成熟,使动机的精准量化成为可能。
刘清晴/王立平团队以摄食这一最基本的本能行为为切入点,带来了颠覆性发现:食欲并非模糊的“想吃”冲动,而是由一系列明确的“子状态”构成。每个子状态都对应着特定的目标、独特的行为模式,受特异性的神经环路调控——这便是 “颗粒化动机状态”。这些精微的“动机粒子”共同决定了个体每一时刻的行为。


图1. 颗粒化动机状态的神经机制
摄食全过程:一场“动机粒子”的动态博弈
动机源于需求。面对复杂的自然环境,动物往往同时有多种需求,每种都关乎生存,例如觅食果腹与防御天敌。团队前期的研究(Neuron,2023)发现,在吃饱之前,摄食动机与安全动机始终在相互竞争,交替主导行为。因此摄食不是持续的“干饭”,而是一系列“准备、发起、维持、中断”的不断循环。
准备阶段,下丘脑AgRP神经元持续激活,削弱非摄食相关的动机状态,使摄食动机“蓄力突围”。当摄食动机胜出,动物便会发起摄食:靠近食物、探索食物、开始啃咬,进而维持摄食——其中每个环节都由相应的“动机粒子”支配。突然出现的危险会触发防御动机而中断摄食;即便没有明显诱因,动物也可能暂停摄食而发起其他行为——这正是不同“动机粒子”动态竞争的体现。
外界环境与动物内在状态共同对“动机粒子”进行调控。环境压力会直接终止摄食并扰乱下一轮的摄食准备;压力事件过后,动物则更容易发起享乐性摄食行为。肥胖状态也会扰乱摄食的“动机粒子”,并导致“越胖越想吃”的恶性循环。
因此,摄食不仅仅是“吃了多少”,更是一场“动机粒子”的实时博弈,使动物既能觅食果腹,又能同时防御天敌,从而得以生存繁衍。

图2. 颗粒化动机状态调控实时行为选择
不止于摄食:一套通用的行为解读框架
“颗粒化动机”理论框架不仅能解释摄食行为,还可延伸到防御、社交、哺育等多种本能行为。这些本能使动物天生便能够快速评估各种线索,平衡多种需求,灵活应对各种情况,并不断积累经验,从而在生存这一终极需求的驱动的下,获取资源以适应自然,涌现新的能力以改造自然——这是生物智能的核心基础。利用该实验室开发的“脑-行为-生理的量化、同步与操纵技术体系”(BBQSM)可以量化亚秒级时间精度、精细化空间尺度的行为的切换特征、解读“动机粒子”的动态交互。这是模拟生物智能的核心步骤,也将为具身智能的研究开启新的高度。
当行为发生异常时,“颗粒化动机”理论框架与BBQSM技术体系相结合,有助于快速找出有问题的环节,进而通过调节特定“动机颗粒”的神经环路而进行干预。这为摄食障碍等疾病的研究提供了新思路。
当前的研究还无法定义什么是动机的“原子”。然而,“颗粒化动机”理论框架带来了关键突破:将动机研究从宏观描述推向了微观实证,提供了从行为与神经两个层面、以亚秒级时间分辨率读取并调控动机状态的研究思路。这使我们向最终揭示动机的奥秘又迈进了一步。
原文链接: