【研究進展】研究發(fā)現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遞質。作為大腦獎勵系統（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、興奮的神經脈沖，因此也會導致各種上癮行為。

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，小鼠竟然可以主動調控大腦皮層的隨機多巴胺脈沖！這為研究多巴胺在調節(jié)神經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）

多巴胺在神經元突觸間隙釋放，從本質上說，它激活的獎勵機制是一種預期獎賞誤差編碼（reward prediction error coding）系統。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，加州大學圣地亞哥分校（University of California San Diego）的研究人員發(fā)現，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，小鼠的大腦皮層以大約0.01秒的速度不斷產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)學院（Icahn School of Medicine at Mount Sinai）的科學家們合作，研究人員試圖探索小鼠是否能意識到大腦中不斷發(fā)生的神經脈沖。

為了測量小鼠大腦神經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），將多巴胺信號轉換為光學信號，再通過雙光子顯微成像技術（TPLSM imaging）進行監(jiān)測觀察。如果波譜出現短暫的增長，則說明發(fā)生了神經脈沖。

研究人員設計了一個反饋系統，跑步機上的小鼠如果表現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。

▲小鼠學會了主動控制多巴胺引起的神經脈沖以獲得獎勵（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，研究人員設計了一個為期8天的實驗，只在其中4天設置獎勵機制，以觀察波譜峰值的變化。

實驗數據表明，小鼠不僅意識到了這些神經脈沖，為了獲得獎勵，它們還學會了預測、并有意識地調節(jié)多巴胺的釋放，自發(fā)增加神經脈沖！

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

▲當獎勵被移除時，效應發(fā)生了逆轉，并在恢復時重新發(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)調控多巴胺脈沖的行為可能會激勵它們在沒有預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，請前往正規(guī)醫(yī)院就診。