精確定位大腦中動機的所在並非易事，但中國的一個研究團隊可能做到了這一點。該團隊從小鼠的大腦中分離出一小組神經元，這些神經元在持久行為中起著關鍵作用，這一研究結果發表在今天的《科學》雜誌上。這少數大腦細胞被稱為背內側前額葉皮層（dmPFC），它位於學習適當社會行為的區域中。當研究小組使用光線啟用這些神經元時，dmPFC會激勵小鼠在之前缺乏獲勝意願的比賽中獲勝。換句話說，“這可能為人們所說的‘毅力’提供新的生物學基礎，”浙江大學的神經科學家胡海嵐（Hailan Hu）說，她領導了這項研究。
就這些小鼠而言，“毅力”需要打破等級制度。胡海嵐解釋說，生活在一起的雄性小鼠會建立並維持社會等級。為了弄清楚哪些小鼠佔優勢，她和她的同事一次將兩隻小鼠分別從兩端放入一個狹窄的管子中。為了出去，一隻動物（等級較低的個體）必須後退，而另一隻等級較高的個體必須向前推。荷蘭神經科學研究所的神經學家赫爾穆特·凱塞爾斯（Helmut Kessels）表示，大多數對小鼠社會等級的研究都集中在更具攻擊性的行為上，例如雄性小鼠如何欺負新加入籠子的成員，他沒有參與這項研究。“在這種情況下，只是籠子裡的四隻小鼠和平相處，”他說，這有助於加強該團隊的論點，即他們評估的是動機，而不是敵意。
在之前的一項研究中，胡海嵐的研究小組使用破壞神經元的分子來證明了dmPFC活動與小鼠在管狀任務中選擇屈服還是反抗籠子同伴之間的關係。但是，他們用來改變dmPFC活動水平的技術需要12到24小時才能起作用。“對於我們來說，要看到非常直接的因果關係是相對緩慢的，”胡海嵐說。這一次，她和她的團隊希望對大腦區域進行更精確、更即時的控制。因此，他們將一種病毒插入dmPFC，該病毒表達一種光敏蛋白，以及一根光纖電纜。當研究小組透過導線脈衝雷射時，它會立即調節蛋白質的表達，將神經元“開啟”或“關閉”。經過治療的小鼠中，有80%到90%的前額葉皮層被“開啟”後，會將之前屈服的對手推出。
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當小鼠在沒有任何大腦幹預的情況下被放置在管狀室中時，那些在前一天多次表現出支配地位的小鼠保持了它們的排名。研究小組懷疑小鼠經歷了一種神經迴路鍛鍊——反覆獲勝使它們對獲勝的渴望持續下去。早先的一項研究確定了丘腦（一箇中繼來自肌肉和感官的傳入訊號的大腦區域）與dmPFC之間的聯絡，以及這個神經迴路在改變小鼠對抗慾望方面所起的作用。考慮到這一點，胡海嵐和她的團隊專注於丘腦與dmPFC相遇的區域。果然，啟用這種聯絡激發了同樣的獲勝慾望。凱塞爾斯說，這項研究真正突出的地方在於這個細節——顯示出這個大腦回路可以適應獲勝。
小鼠在記分牌上的位置變化並不是因為它們變得更大或更強壯——研究人員將體型相似的小鼠配對，並測量到比賽後睪丸激素水平沒有變化。胡海嵐表示，改變後的小鼠也沒有在新的小鼠進入籠子時捍衛自己的領地並進行攻擊，就像它們的攻擊性水平升高時一樣。適應了獲勝的小鼠也在管狀室外表現出了它們的技能。當研究小組將籠子裡的同伴暴露在有溫暖角落的冰冷地板上時，也出現了同樣的社會攀升現象。新近佔據主導地位的小鼠在熱角落裡花費的時間比它們等級較低時更多，即使它們的dmPFC不再受到胡海嵐及其團隊的人工啟用。這些發現表明，這些實驗確實在測試小鼠的獲勝慾望。
胡海嵐說，“驅動力”或“毅力”之類的詞聽起來像是非常人類的品質，但她認為這些術語可以合理地將小鼠行為的轉變轉化為人類可以識別的東西。凱塞爾斯用另一種方式表達了這種現象：他說，獲勝小鼠的神經元已經適應了勝利，因此它們學會了期待勝利。胡海嵐指出，這種訓練有素的期待可能會幫助運動員或任何參加比賽的人。她說，如果你首先面對多個你可以輕易擊敗的對手，你可能會在心理上為再次獲勝做好準備，即使是面對更具挑戰性的競爭對手。