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脑内谜题:bet36体育投注官网是什么在激发“动机

更新时间:2019-06-06

来源:Nature自然科研

神经递质多巴胺参与促进学习、动机和运动。bet36体育投注官网最新研究表明,大鼠脑中多巴胺的释放可不依赖多巴胺分泌神经元的活动,这一证据促使人们重新审视多巴胺释放的调节机制。

多巴胺是一种神经递质分子,参与包括动机、运动、认知和奖赏驱动型学习在内的多条脑内神经通路。加利福尼亚大学神经科学的Mohebi等人探索的主题正是多巴胺影响这种种行为的背后具体机制。其团队此次发表在《自然》上的研究主要关注的是,实现不同行为功能时,大鼠脑内多巴胺的释放究竟是如何调控的(Mohebi, A。 et al。 Nature 570, 65–70 (2019))。

多巴胺由中脑腹侧被盖区(VTA)和黑质致密区的神经元分泌。这些神经元长长的轴突延伸到大脑其他区域,包括伏隔核、背侧纹状体和前额叶皮层。在这些区域内,多巴胺分泌神经元的神经轴突形成广泛分支。教科书中是这样描述多巴胺信号传导的—— 中脑产生多巴胺的神经元被激活后产生电信号,这些信号沿着神经元轴突传播到靶区域,在那里引起轴突分支覆盖范围内的多巴胺释放。这一概念是目前解释奖赏驱动型学习的基础:意外的奖赏导致多巴胺神经元活动增加,靶区域内多巴胺释放增加,进而促进学习行为。

但实际上靶区域内多巴胺的释放远比教科书中描述的更为复杂。例如,多巴胺的释放会受局部其他神经递质和分子的调控。此外,既往动物实验曾采取成像方法监测多巴胺神经元活动及微电极法评估多巴胺释放,研究表明在伏隔核内,意外的奖赏确实可以引起多巴胺神经元轴突分支活动及多巴胺释放增加。但在邻近的背侧纹状体内却没有类似的现象,这意味着所谓多巴胺释放信号或许并非是普遍的。

除了依赖奖赏的多巴胺释放增加外,当大鼠在靠近奖赏位置但尚未获得奖赏的时候,其伏隔核内的多巴胺释放缓慢上扬。在这一过程中释放的多巴胺总量能够提示预期奖赏的价值,刺激大鼠为获取奖赏付出更多努力。

过去大部分研究动机行为中多巴胺释放的研究并不限制动物的活动,但是由于技术限制,记录多巴胺神经元活动的实验必须将实验动物的头固定在特定位置。Mohebi团队的研究亮点在于记录了自由活动的大鼠的神经元活动和多巴胺释放,尽管这两项监测并非在同一群动物中实现。

研究人员给研究动物布置的是一项“赌博机任务”(bandit task)。实验装置含有多个端口(图1),大bet36体育投注官网鼠可以将鼻子伸入这些端口内。在任务开始时,中间端口内会亮灯,引导大鼠将鼻子伸进去,然后保持该动作直至出现另一个声音提示,让大鼠将鼻子伸进旁边的任意一个端口,伸入特定端口的时候,大鼠可以从单独的食物端口内获得食物奖赏。通过这样一个过程,实验动物能够将特定端口与食物奖赏的高可能性关联起来。

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