【研究進(jìn)展】研究發(fā)現(xiàn)小鼠竟會(huì)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(jiǎng)勵(lì)系統(tǒng)（reward system）的組成部分，當(dāng)人們做一些令人愉快的活動(dòng)時(shí)，比如品嘗美食，它就會(huì)傳遞使人快樂、興奮的神經(jīng)脈沖，因此也會(huì)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(shí)驗(yàn)中，研究人員驚訝地發(fā)現(xiàn)，小鼠竟然可以主動(dòng)調(diào)控大腦皮層的隨機(jī)多巴胺脈沖！這為研究多巴胺在調(diào)節(jié)神經(jīng)活動(dòng)的作用開辟了一個(gè)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(jiǎng)勵(lì)機(jī)制是一種預(yù)期獎(jiǎng)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(shí)驗(yàn)。由于之前每次喂食香腸時(shí)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(huì)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(huì)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(shí)到大腦中不斷發(fā)生的神經(jīng)脈沖。

為了測(cè)量小鼠大腦神經(jīng)元的突觸外多巴胺信號(hào)（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(hào)轉(zhuǎn)換為光學(xué)信號(hào)，再通過雙光子顯微成像技術(shù)（TPLSM imaging）進(jìn)行監(jiān)測(cè)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(jì)了一個(gè)反饋系統(tǒng)，跑步機(jī)上的小鼠如果表現(xiàn)出能主動(dòng)控制多巴胺信號(hào)，就能得到獎(jiǎng)勵(lì)，可以舔一口蔗糖水。

▲小鼠學(xué)會(huì)了主動(dòng)控制多巴胺引起的神經(jīng)脈沖以獲得獎(jiǎng)勵(lì)（圖片來源：參考資料[1]）

那怎么知道小鼠是否在有意識(shí)地操控這些脈沖呢？

為了解決這個(gè)問題，研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)為期8天的實(shí)驗(yàn)，只在其中4天設(shè)置獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制，以觀察波譜峰值的變化。

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，小鼠不僅意識(shí)到了這些神經(jīng)脈沖，為了獲得獎(jiǎng)勵(lì)，它們還學(xué)會(huì)了預(yù)測(cè)、并有意識(shí)地調(diào)節(jié)多巴胺的釋放，自發(fā)增加神經(jīng)脈沖！

而當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)移除時(shí)，這種主動(dòng)激發(fā)多巴胺脈沖的效應(yīng)也發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，并在獎(jiǎng)勵(lì)恢復(fù)時(shí)重新發(fā)生。

▲當(dāng)獎(jiǎng)勵(lì)被移除時(shí)，效應(yīng)發(fā)生了逆轉(zhuǎn)，并在恢復(fù)時(shí)重新發(fā)生（圖片來源：參考資料[1]）

研究人員進(jìn)一步猜想，動(dòng)物自發(fā)調(diào)控多巴胺脈沖的行為可能會(huì)激勵(lì)它們?cè)跊]有預(yù)期獎(jiǎng)勵(lì)刺激的情況下，積極主動(dòng)地去覓食，從而幫助它們生存。

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

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