【研究進展】研究發(fā)現(xiàn)小鼠竟會掌控多巴胺分泌

多巴胺（dopamine）是大腦中一種自然分泌的神經(jīng)遞質(zhì)。作為大腦獎勵系統(tǒng)（reward system）的組成部分，當人們做一些令人愉快的活動時，比如品嘗美食，它就會傳遞使人快樂、興奮的神經(jīng)脈沖，因此也會導(dǎo)致各種上癮行為。

那么，我們有沒有可能控制多巴胺的分泌呢?

最近，在小鼠實驗中，研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)，小鼠竟然可以主動調(diào)控大腦皮層的隨機多巴胺脈沖！這為研究多巴胺在調(diào)節(jié)神經(jīng)活動的作用開辟了一個新維度。

▲該論文發(fā)表在Current Biology雜志上（圖片來源：論文頁面截圖）

多巴胺在神經(jīng)元突觸間隙釋放，從本質(zhì)上說，它激活的獎勵機制是一種預(yù)期獎賞誤差編碼（reward prediction error coding）系統(tǒng)。比如著名的“巴甫洛夫的狗（Pavlov's dog）"實驗。由于之前每次喂食香腸時都伴隨著鈴聲，因此到后來，狗狗不需要真正看見或吃到香腸，僅僅聽到鈴聲，大腦就會分泌多巴胺。

更為神奇的是，加州大學(xué)圣地亞哥分校（University of California San Diego）的研究人員發(fā)現(xiàn)，小鼠甚至不需要“聽到鈴聲"，它們的大腦皮層每隔約1分鐘就會發(fā)生一次多巴胺脈沖。

▲該論文第一作者、在讀研究生Conrad Foo發(fā)現(xiàn)，小鼠的大腦皮層以大約0.01秒的速度不斷產(chǎn)生頻繁的多巴胺脈沖（圖片來源：參考資料[1]）

通過與紐約西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院（Icahn School of Medicine at Mount Sinai）的科學(xué)家們合作，研究人員試圖探索小鼠是否能意識到大腦中不斷發(fā)生的神經(jīng)脈沖。

為了測量小鼠大腦神經(jīng)元的突觸外多巴胺信號（extrasynaptic dopamine，DA），他們使用能夠發(fā)出熒光的工程化蛋白受體分子（D2-CNiFERs），將多巴胺信號轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號，再通過雙光子顯微成像技術(shù)（TPLSM imaging）進行監(jiān)測觀察。如果波譜出現(xiàn)短暫的增長，則說明發(fā)生了神經(jīng)脈沖。

研究人員設(shè)計了一個反饋系統(tǒng)，跑步機上的小鼠如果表現(xiàn)出能主動控制多巴胺信號，就能得到獎勵，可以舔一口蔗糖水。

▲小鼠學(xué)會了主動控制多巴胺引起的神經(jīng)脈沖以獲得獎勵（圖片來源：參考資料[1]）

那怎么知道小鼠是否在有意識地操控這些脈沖呢？

為了解決這個問題，研究人員設(shè)計了一個為期8天的實驗，只在其中4天設(shè)置獎勵機制，以觀察波譜峰值的變化。

實驗數(shù)據(jù)表明，小鼠不僅意識到了這些神經(jīng)脈沖，為了獲得獎勵，它們還學(xué)會了預(yù)測、并有意識地調(diào)節(jié)多巴胺的釋放，自發(fā)增加神經(jīng)脈沖！

而當獎勵移除時，這種主動激發(fā)多巴胺脈沖的效應(yīng)也發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，并在獎勵恢復(fù)時重新發(fā)生。

▲當獎勵被移除時，效應(yīng)發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，并在恢復(fù)時重新發(fā)生（圖片來源：參考資料[1]）

研究人員進一步猜想，動物自發(fā)調(diào)控多巴胺脈沖的行為可能會激勵它們在沒有預(yù)期獎勵刺激的情況下，積極主動地去覓食，從而幫助它們生存。

他們打算擴展這項研究，以探索這種行為是否能夠、以及如何驅(qū)動小鼠的覓食行為。

注：本文旨在介紹醫(yī)藥健康研究進展，不是治療方案推薦。如需獲得治療方案指導(dǎo)，請前往正規(guī)醫(yī)院就診。