揭开杏仁核的面纱:我们的大脑如何处理威胁、奖励和多巴胺

2023年04月05日 23:19 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

在我们大脑的颞叶深处,有两个杏仁状的细胞团帮助我们维持生命。这个微小的区域被称为杏仁核,协助进行各种大脑活动。它帮助我们学习和记忆。它触发了我们的战斗或逃跑反应。它甚至能促进一种叫做多巴胺的感觉良好的化学物质的释放。数百年来,科学家们通过研究杏仁核了解了这一切。但是我们仍然没有完全理解这些过程是如何工作的。

现在,冷泉港实验室的神经科学家Bo Li已经使我们接近了几个重要步骤。最近他们取得了一系列发现,显示了被称为表达体液蛋白(Sst+)的中央杏仁核(CeA)神经元如何帮助我们了解威胁和奖励。他还证明了这些神经元与多巴胺的关系。这些发现可能会带来未来对焦虑或药物成瘾的治疗。

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小鼠大脑的一个横截面。突出红色的区域是中脑多巴胺区域,神经科学家认为它控制着奖励学习。资料来源:Li实验室/冷泉港实验室

为了测试Sst+ CeA神经元如何帮助我们学习,Li教授和他的同事训练小鼠将特定的声音与特定的奖赏或惩罚联系起来。他们在这一过程中对小鼠的大脑进行了成像。

在此之前,科学家们认为杏仁核不能区分好的和坏的刺激。而现在团队发现,神经元不仅对奖励和惩罚有不同的反应,而且对特定类型的奖励也有不同的反应。例如,如果小鼠得到了水,它们的神经元发射的方式与得到食物或糖水的方式不同。这些神经元真正关心的是每个单独刺激的性质。它几乎就像一个感觉区。

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这个示意图说明了李的团队如何训练小鼠将特定的声音与某些奖励联系起来。当小鼠听到一种声音时,水就会从它们左边的一个水嘴里流出来。但是当它们听到另一种频率的声音时,美味的糖水就会从它们的右边流出。资料来源:李实验室/冷泉港实验室

研究小组还看到,小鼠的大脑在训练后更强烈地发射了更多的Sst+ CeA神经元。这表明这些神经元对学习很重要。为了验证这一猜测,神经科学家们抑制了一些小鼠的Sst+ CeA神经元。他们发现,这些动物无法学习将声音与奖励或惩罚联系起来。

随着神经元被抑制,研究小组取得了另一个关键发现。正常的多巴胺神经元反应也被抑制。虽然以前的研究将CeA与多巴胺神经元联系起来,但不清楚它们究竟是如何联系的。

Li说:"我们发现这些神经元是多巴胺神经元正常功能所需要的,因此对奖励学习很重要。这是CeA神经元如何调节多巴胺神经元功能的直接证据。"而下一步,Li计划研究Sst+ CeA神经元与成瘾之间的关系。这有一天可能会发展出对阿片类药物或甲基苯丙胺成瘾者的更好治疗。这些研究为开发在不同疾病条件下调节这些神经元的更具体方法提供了基础。

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