时间约束下猕猴通过多巴胺D1R和D2R协调目标与策略重构以优化觅食决策

为解决动物如何适应时间压力优化觅食决策的问题，研究人员开展猕猴多巴胺系统调控目标与策略重构的研究，发现D1R阻断延缓动作启动，D2R阻断导致机会损失权衡失调，揭示了多巴胺通路在时间约束下协调行为灵活性的神经机制。

　　

在自然界中，动物常常需要在时间压力下做出决策，比如在有限时间内获取最多食物。这不仅需要加快动作速度，还需要灵活调整目标和策略——选择收集哪些食物、放弃哪些，以及以什么顺序收集。这种优化问题在人类日常生活中同样常见，比如在有限时间内高效完成多项任务。然而，大脑如何支持这种灵活适应时间约束的行为，其神经机制尚不清楚。

以往研究表明，猕猴在觅食时能最小化移动距离、避免重复访问，并在固定约束下选择奖励子集以最大化总收益。但当时间限制变化时，它们如何调整目标（收集多少）和策略（优先收集哪些）仍不明确。此外，多巴胺系统在动作启动和奖励处理中起关键作用，但以往研究多关注内部动机驱动的行为，而非外部时间约束下的行为调整。

为了回答这些问题，Hironori Ishii、Akihiro Funamizu和Kae Nakamura在《Current Biology》上发表了一项研究。他们设计了一种数字觅食任务，让两只猕猴（食蟹猴K和日本猴M）在四种时间限制（无限制、长、中、短）下收集散布的五个奖励项目（单、双或三重奖励），并系统分析了它们的行为调整和神经基础。

研究采用自由行为学实验结合药理学干预技术，通过系统性注射多巴胺D1受体（D1R）拮抗剂SCH23390和D2受体（D2R）拮抗剂Eticlopride，探究多巴胺信号在行为适应中的作用。眼动追踪技术（DeepLabCut）用于分析任务前的视觉搜索模式。

Monkeys adjust goals and strategies in a foraging task based on time constraints

研究发现，猕猴能根据时间限制灵活调整动作速度、目标和策略。在较短时间限制下，它们加快动作启动和执行速度（运动时间缩短），减少收集数量以避免超时，并转向选择性收集模式（跳过小或远奖励），而非顺序收集所有项目。总收益随时间缩短而下降，但超时率保持在20%以下。

Monkeys balanced maximizing total gain and minimizing path length

猕猴在最大化总收益和最小化路径长度间权衡。在短时间限制下，它们优先收集大或近的奖励，接受机会损失（跳过其他项目）。GLM（广义线性模型）分析显示，时间短时奖励大小、距离和即时收益的权重增加，机会损失的权重降低。它们选择的路线在48%（猴K）和33%（猴M）的试验中为个人最佳路线（无更优替代），显著高于随机水平。

Prioritizing reward size and distance while accepting opportunity loss to maximize the total gain under shorter time limits

逐步决策模型（非全局路径模型）更符合猕猴行为。GLM预测准确率高于随机水平，表明猕猴通过逐步决策实现近优化。眼动分析证实它们在任务前扫描整个地图，搜索模式因个体而异（猴K先看远端，猴M先看近端）。

Anti-D2R lowered the tolerance for opportunity loss, while anti-D1R delayed hasty action initiation

多巴胺操纵在时间限制下特异性影响行为：D1R拮抗延长动作启动（反应延迟增加），尤其在短时间限制下；D2R拮抗导致机会损失权重降低（尤其长时间限制下），使猕猴过度跳过项目。两种药物均降低时间限制下的总收益，但不影响无限制条件、视觉搜索或奖励辨别，表明效应非源于一般动机或感知缺陷。

研究结论表明，猕猴能通过多巴胺D1R和D2R协调快速动作和奖励权衡，适应时间约束。D1R调控动作准备（直接通路），D2R调控动作选择（间接通路），支持行为灵活性。该发现揭示了外部时间约束下决策的神经机制，为注意缺陷多动障碍（ADHD）等时间管理障碍疾病提供了研究思路。研究通过创新任务设计和多水平分析，为理解复杂优化行为的神经基础提供了新视角。