新研究揭示：不是所有的多巴胺神經元都對獎勵有反應

在一項由西北大學領導的新研究中，研究人員在小鼠模型的中腦區域識別并記錄了三種多巴胺神經元的遺傳亞型。

盡管有一個長期存在的普遍假設，即大多數(如果不是全部的話)多巴胺神經元只對獎勵或獎勵預測線索作出反應，但研究人員發現，當身體運動時，一種基因亞型會被激活。更令人驚訝的是，這些神經元對獎勵根本沒有反應。

這一發現不僅揭示了大腦神秘的本質，還為進一步理解甚至可能治療帕金森病開辟了新的研究方向。帕金森病的特點是多巴胺神經元的喪失，但影響了運動系統。

這項研究于周四(8月3日)發表在《Nature Neuroscience》雜志上。

“當人們想到多巴胺時，他們可能會想到獎勵信號，”西北大學的Daniel Dombeck說，他是這項研究的共同負責人。“但當多巴胺神經元死亡時，人們就會出現行動困難。這就是帕金森病的情況，這一直是該領域的一個令人困惑的問題。我們發現了一種沒有任何獎賞反應的運動信號亞型，它們位于帕金森病患者多巴胺神經元**死亡的地方。這只是另一個暗示和線索，似乎表明隨著人們年齡的增長，有一些基因亞型更容易隨著時間的推移而退化。”

“這種基因亞型與加速有關，”西北大學的Rajeshwar Awatramani補充。“每當鼠加速時，我們看到了活動，但相反，我們沒有看到對獎勵刺激的反應。這與大多數人認為這些神經元應該做的事情背道而馳。并不是所有的多巴胺神經元都對獎勵有反應。這對這個領域來說是一個很大的變化。現在我們發現了多巴胺神經元沒有表現出獎勵反應的特征。”

論文的**作者是Maite Azcorra和Zachary Gaertner，他們都是Dombeck和Awatramani實驗室的研究生。

電機驅動信號

這一新發現建立在Dombeck實驗室之前的一項研究的基礎上，該研究發現了與小鼠運動有關的多巴胺神經元群。

“當時，我們認為這只是神經元的一小部分，”Dombeck說。還有一些人繼續認為，所有的多巴胺神經元仍然是獎勵神經元。也許他們中的一些人也有運動信號。”

為了進一步探索這個問題，Dombeck與Awatramani合作，后者使用遺傳工具根據基因表達分離并標記神經元群體。利用這些信息，Dombeck的團隊用熒光傳感器標記了西北轉基因和靶向誘變實驗室產生的轉基因小鼠模型大腦中的神經元。這使研究人員能夠看到哪些神經元在行為過程中發光，最終揭示哪些神經元控制不同的特定功能。

在實驗中，大約30%的多巴胺神經元只有在小鼠移動時才會發光。這些神經元是Awatramani團隊發現的遺傳亞型之一。多巴胺神經元的其他種群對厭惡刺激(引起回避反應)或獎勵作出反應。

帕金森癥的聯系

幾十年來，研究人員一直困惑于為什么帕金森氏癥患者失去了多巴胺神經元，卻仍然行動困難。

Dombeck說:“這并不像帕金森氏癥患者只是因為多巴胺反應受損而失去了快樂的動力。影響運動技能的還有其他因素。”

Dombeck和Awatramani的新研究可能會提供這個謎題缺失的那一塊。

在他們的工作中，研究人員注意到，與小鼠加速相關的多巴胺神經元似乎位于中腦的同一位置，而這些神經元往往位于帕金森病患者死亡的位置。但存活下來的多巴胺神經元與減速有關。這一發現引出了一個新的假設，Dombeck和Awatramani計劃在未來進行探索。

Dombeck說:“我們想知道，導致這種疾病的不僅僅是運動驅動信號的喪失，還有當動物減速時活躍的反運動信號的保留。可能是這種信號不平衡加強了停止移動的信號。這也許能解釋一些癥狀。帕金森氏癥患者不僅不能移動。也可能是他們被迫停止行動。”

“我們仍在努力弄清楚這一切意味著什么，”Awatramani說。“我想說，這是一個起點。這是一種思考帕金森病大腦的新方法。”

本網站所有轉載文章系出于傳遞更多信息之目的，轉載內容不代表本站立場。不希望被轉載的媒體或個人可與我們聯系，我們將立即進行刪除處理。